刀具的選擇和切削用量的確定是數控加工工藝中的重要內容利花，它不僅影響數控機床的加工效率抄囚，而且直接影響加工質量泳猬。CAD/CAM技術的發(fā)展批钠，使得在數控加工中直接利用CAD的設計數據成為可能，特別是微機與數控機床的聯(lián)接得封，使得設計了岸、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件奈揩。

　　現在造蒋，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關問題效蝎，比如篱辫，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃腰燕、切削用量設定等彪珍，編程人員只要設置了有關的參數，就可以自動生成NC程序并傳輸至數控機床完成加工衔帚。因此屿拴，數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，這與普通機床加工形成鮮明的對比浴魏，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笤茴，在編程時充分考慮數控加工的特點。本文對數控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進行了探討，給出了若干原則和建議涕癣，并對應該注意的問題進行了討論哗蜈。

　　一、數控加工常用刀具的種類及特點

　　數控加工刀具必須適應數控機床高速坠韩、高效和自動化程度高的特點距潘，一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄只搁。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上绽昼，因此已逐漸標準化和系列化。數控刀具的分類有多種方法须蜗。根據刀具結構可分為：①整體式；②鑲嵌式目溉，采用焊接或機夾式連接明肮，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；③特殊型式缭付，如復合式刀具柿估，減震式刀具等。根據制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具陷猫；②硬質合金刀具撰绕；③金剛石刀具；④其他材料刀具在轮，如立方氮化硼刀具牺幻，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具铣碴，分外圓魂拢、內孔、螺紋箱仰、切割刀具等多種镜踪；②鉆削刀具，包括鉆頭屁膝、鉸刀眶约、絲錐等；③鏜削刀具穷歹；④銑削刀具等嚼龄。為了適應數控機床對刀具耐用、穩(wěn)定锰扶、易調献酗、可換等的要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用，在數量上達到整個數控刀具的30%～40%罕偎，金屬切除量占總數的80%～90%很澄。

　　數控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求颜及，主要有以下特點：

　∷痢⑴剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高俏站，抗振及熱變形醒镀选；

　∫拊⑵互換性好墨林，便于快速換刀；

　》胳簟⑶壽命高旭等，切削性能穩(wěn)定、可靠总党；

　∶鞔⑷刀具的尺寸便于調整，以減少換刀調整時間橘匿；

　±芙谩⑸刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除默言；

　〗茄辍⑹系列化，標準化麻镶，以利于編程和刀具管理桨檬。

　　二、數控加工刀具的選擇

　　刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態(tài)下進行的端葵。應根據機床的加工能力众凝、工件材料的性能、加工工序新框、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄倍工。刀具選擇總的原則是：安裝調整方便，剛性好公般，耐用度和精度高万搔。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄官帘，以提高刀具加工的剛性瞬雹。

　　選取刀具時昧谊，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中酗捌，平面零件周邊輪廓的加工呢诬，常采用立銑刀；銑削平面時胖缤，應選硬質合金刀片銑刀尚镰；加工凸臺、凹槽時哪廓，選高速鋼立銑刀狗唉；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀涡真；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工音哟，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀吟因、錐形銑刀和盤形銑刀蝠兽。

　　在進行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零厂跋，因此，為保證加工精度谨寂，切削行距一般取得很能密猫降，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀脆携，因此淫沧，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工瞭核，都應優(yōu)先選擇平頭刀院抛。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大绎蒙，必須引起注意的是染突，在大多數情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本辈灼，但由此帶來的加工質量和加工效率的提高份企，則可以使整個加工成本大大降低。

　　在加工中心上巡莹，各種刀具分別裝在刀庫上司志，按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄降宅，以便使鉆骂远、鏜囚霸、擴、銑削等工序用的標準刀具激才，迅速拓型、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸贸营、調整方法以及調整范圍吨述，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)钞脂，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種阅王，共包括16種不同用途的刀柄。

　　在經濟型數控加工中狡煎，由于刀具的刃磨培扳、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長瞧纹，因此硫薇，必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則：①盡量減少刀具數量澳券；②一把刀具裝夾后但治，應完成其所能進行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應分開使用乎渊，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具习诬；④先銑后鉆；⑤先進行曲面精加工崩蚀，后進行二維輪廓精加工零短；⑥在可能的情況下，應盡可能利用數控機床的自動換刀功能涎拉，以提高生產效率等瑞侮。

　　三、數控加工切削用量的確定

　　合理選擇切削用量的原則是鼓拧，粗加工時半火，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本季俩；半精加工和精加工時慈缔，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率种玛、經濟性和加工成本藐鹤。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊赂韵，并結合經驗而定娱节。

　∧域取⑴切削深度t。在機床肄满、工件和刀具剛度允許的情況下谴古，t就等于加工余量，這是提高生產率的一個有效措施拭兢。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度少镇，一般應留一定的余量進行精加工。數控機床的精加工余量可略小于普通機床孟掺。

　⌒Ш伞⑵切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比喂搬，與切削深度成反比密士。經濟型數控加工中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d熙拐。

　　提高v也是提高生產率的一個措施孙般，但v與刀具耐用度的關系比較密切。隨著v的增大搏翎，刀具耐用度急劇下降谊蚣，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外吸辽，切削速度與加工材料也有很大關系物忠，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，v可采用8m/min左右狡忙；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，v可選200m/min以上址芯。

　≡肿隆⑷主軸轉速n(r/min)。主軸轉速一般根據切削速度v來選定谷炸。計算公式為：

　　式中北专，d為刀具或工件直徑（mm）。

　　數控機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調（倍率）開關旬陡，可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數調整拓颓。

　　⑸進給速度vF 描孟。vF應根據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驶睦。vF的增加也可以提高生產效率。加工表面粗糙度要求低時匿醒，vF可選擇得大些场航。在加工過程中缠导，vF也可通過機床控制面板上的修調開關進行人工調整，但是最大進給速度要受到設備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制呼笨。

　　隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用恋晃，數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控程序的編制過程中肪吁，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量陷立。因此，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获踏，從而保證零件的加工質量和加工效率柱炼，充分發(fā)揮數控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經濟效益和生產水平噪旭。

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