刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量逻炊。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計數(shù)據(jù)成為可能雇牍，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接嗅呻，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機(jī)上完成乌心，一般不需要輸出專門的工藝文件导劝。

　　現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能匹羹，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題齐皂，比如，刀具選擇糕但、加工路徑規(guī)劃仅汰、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)唠魏，就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工蝉站。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的例吹，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對比捧颅，同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點较雕。本文對數(shù)控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進(jìn)行了探討碉哑，給出了若干原則和建議，并對應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了討論亮蒋。

　　一扣典、數(shù)控加工常用刀具的種類及特點

　　數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動化程度高的特點宛蚓，一般應(yīng)包括通用刀具激捏、通用連接刀柄及少量專用刀柄设塔。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動力頭上凄吏，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法闰蛔。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式痕钢；②鑲嵌式，采用焊接或 機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種任连；③特殊型式蚤吹，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等划疟。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具泡募；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具苦恶；④其他材料刀具票虎，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等筝踢。從切削工藝上可分為：①車削刀具摔色，分外圓、內(nèi) 孔彰碑、螺紋数辱、切割刀具等多種；②鉆削刀具详般，包括鉆頭初藐、鉸刀、絲錐等儡皮；③鏜削刀具柱锹；④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對刀具耐用丰包、穩(wěn)定禁熏、易調(diào)、可換等的要求邑彪，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用瞧毙，在數(shù)量上達(dá)到整個數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%寄症。

　　數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比宙彪，有許多不同的要求，主要有以下特點：

　∮星伞⑴剛性好（尤其是粗加工刀具）释漆，精度高，抗振及熱變形欣河男图；

　　⑵互換性好甜橱，便于快速換刀揭凭；

　≡纯臁⑶壽命高，切削性能穩(wěn)定俯重、可靠炫瘤；

　　⑷刀具的尺寸便于調(diào)整夕锹，以減少換刀調(diào)整時間枷配；

　　⑸刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑檬桅，以利于切屑的排除府塘；

　　⑹系列化绿捶，標(biāo)準(zhǔn)化棚疏，以利于編程和刀具管理。

　　二婆精、數(shù)控加工刀具的選擇

　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的继溯。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能沈条、加工工序需忿、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便蜡歹，剛性好屋厘，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下月而，盡量選擇較短的刀柄汗洒，以提高刀具加工的剛性。

　　選取刀具時父款，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)溢谤。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工憨攒，常采用立銑刀世杀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀肝集；加工凸臺瞻坝、凹槽時，選高速鋼立銑刀芙糙；加工毛坯表面或粗加工孔時牢簸，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工疼磺，常采用球頭銑刀碘淘、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀款腥。

　　在進(jìn)行自由曲面加工時惰采，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此综翠，為保證加工精度栋锣，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲面的精加工涤墙。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀谍竿，因此，只要在保證不過切的前提下惯缚，無論是曲面的粗加工還是精加工路影，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外屋群，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大闸婴，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下芍躏，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本邪乍，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低对竣。

　　在加工中心上庇楞，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進(jìn)行選刀和換刀動作否纬。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄吕晌，以便使鉆、鏜临燃、擴(kuò)聂使、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速谬俄、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去柏靶。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍贼匾，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸铛田。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種瞪栋，共包括16種不同用途的刀柄嚣历。

　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨荷焦、測量和更換多為人工手動進(jìn)行盟挤，占用輔助時間較長么酪，因此，必須合理安排刀具的排列順序腻俏。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量长尼；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位目尘；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用瞻替，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆诺秒；⑤先進(jìn)行曲面精加工遥倦，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下占锯，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動換刀功能袒哥，以提高生產(chǎn)效率等。

　　三消略、數(shù)控加工切削用量的確定

　　合理選擇切削用量的原則是统诺，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主疑俭，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本粮呢；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下钞艇，兼顧切削效率啄寡、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書哩照、切削用量手冊挺物，并結(jié)合經(jīng)驗而定。

　∑　⑴切削深度t盘胯。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下要尚，t就等于加工余量刚驶，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度朽擒，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工牙吼。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。

　〗衤А⑵切削寬度L柱称。一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比饼簸。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中臼磁，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d遗挚。

　　⑶切削速度v吊磕。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個措施勃犬，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大溃蔫，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度琳猫。另外伟叛，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時脐嫂，v可采用8m/min左右统刮；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，v可選200m/min以上账千。

　〗拿伞⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定匀奏。計算公式為：

　　式中鞭衩，d為刀具或工件直徑（mm）。

　　數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)娃善，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整论衍。

　　⑸進(jìn)給速度vF 聚磺。vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇瓤计。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時莹宁，vF可選擇得大些圾峭。在加工過程中，vF也可通過機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整审腺，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制堤谴。

　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一确列。在數(shù)控程序的編制過程中爵孔，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此询蚊，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則神阔，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點因震，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平吩捞。

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