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)容喉脖，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率亚隙，而且直接影響加工質(zhì)量箫攀。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展肠牲，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接筷穿，使得設(shè)計(jì)厌棵、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過程全部在計(jì)算機(jī)上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件牧赚。 

　　現(xiàn)在醇票，許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)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(guān)問題淆膏，比如速郑，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃肴士、切削用量設(shè)定等舰缠，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工态练。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)下完成的手浙，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對比聪僚，同時(shí)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(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)刊侯。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)行了探討章办，給出了若干原則和建議，并對應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了討論滨彻。 

　　一藕届、數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn) 

　　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(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具休偶、通用連接刀柄及少量專用刀柄梁厉。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化踏兜。數(shù)控刀具的分類有多種方法词顾。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式碱妆，采用焊接或機(jī)夾式連接肉盹，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式疹尾，如復(fù)合式刀具纺榨，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具宽酣；②硬質(zhì)合金刀具彰怒；③金剛石刀具；④其他材料刀具伴乐，如立方氮化硼刀具划葫，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具擒抠，分外圓扶眼、內(nèi)孔、螺紋瑰跳、切割刀具等多種忍坯；②鉆削刀具，包括鉆頭砰普、鉸刀谁媳、絲錐等；③鏜削刀具狗准；④銑削刀具等克锣。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對刀具耐用、穩(wěn)定腔长、易調(diào)袭祟、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用捞附，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%巾乳，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。 

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

　“迸簟⑴剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高压状，抗振及熱變形衅偷帧； 

　『位骸⑵互換性好肢础，便于快速換刀； 

　『谏⑶壽命高埂体，切削性能穩(wěn)定、可靠失能； 

　÷逍⑷刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間饵臀； 

　〗仕蕖⑸刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦?nbsp;

　○淖啤⑹系列化鞋伸，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理敏困。 

　　二艰欲、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。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力莽浴、工件材料的性能破罐、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄橱鹏。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便膜蠢，剛性好，耐用度和精度高莉兰。在滿足加工要求的前提下挑围，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性糖荒。 

　　選取刀具時(shí)贪惹，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中寂嘉，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀枫绅；銑削平面時(shí)泉孩，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)寓搬，選高速鋼立銑刀珍昨；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀盲妈；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工问锋，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀棠蹬、錐形銑刀和盤形銑刀描琉。 

　　在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零偷颜，因此穴厅，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密彰派，故球頭常用于曲面的精加工盹火。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，因此司终，只要在保證不過切的前提下哗衫，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀卧他。另外示婉，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是析既，在大多數(shù)情況下躬贡，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高眼坏，則可以使整個(gè)加工成本大大降低拂玻。 

　　在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上宰译，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作檐蚜。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆沿侈、鏜闯第、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具缀拭，迅速咳短、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸蛛淋、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍咙好，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸蔗须。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）兩種命丑，共包括16種不同用途的刀柄玛耿。 

　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨君订、測量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行漱蔬，占用輔助時(shí)間較長，因此溪失，必須合理安排刀具的排列順序语诈。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后竖拢，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位该眨；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具莫切；④先銑后鉆兢糯；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工贸伐；⑥在可能的情況下勘天，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等捉邢。 

　　三脯丝、數(shù)控加工切削用量的確定 

　　合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)伏伐，一般以提高生產(chǎn)率為主宠进，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)藐翎，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下材蹬，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本吝镣。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書堤器、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定末贾。 

　≌⒗！⑴切削深度t。在機(jī)床拱撵、工件和刀具剛度允許的情況下啥诈，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施卑绢。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度专稼，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工稻悟。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。 

　￠摇⑵切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比线区，與切削深度成反比马窘。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d铜殉。 

　　提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施寡专，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大郊察，刀具耐用度急劇下降茧伍，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外酷窥，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系咽安，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)，v可采用8m/min左右蓬推；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)妆棒，v可選200m/min以上。 

　》蟹⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)糕珊。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為： 

　　式中毅糟，d為刀具或工件直徑（mm）红选。 

　　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)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整姆另。 

　±摺⑸進(jìn)給速度vF 。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蜕青。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率苟蹈。加工表面粗糙度要求低時(shí)，vF可選擇得大些旋钓。在加工過程中垫暑，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，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制鱼谅。 

　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用蔚分，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中益若，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量碟舱。因此洁操，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，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率俗循，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)蛋揖，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。

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