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)床的加工效率另碍，而且直接影響加工質(zhì)量姚沽。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)成為可能仆阶，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接筝踢，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)上完成驯祖，一般不需要輸出專門的工藝文件彰碑。 　　

　　現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能彪御，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題详般，比如洁馒，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃儡皮、切削用量設(shè)定等柱锹，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工丰包。因此禁熏，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，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對比邑彪，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瞧毙，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。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)行了探討寄症，給出了若干原則和建議宙彪，并對應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了討論。

　　一有巧、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)床高速释漆、高效和自動化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具篮迎、通用連接刀柄及少量專用刀柄男图。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化甜橱。數(shù)控刀具的分類有多種方法揭凭。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式乞微，采用焊接或機(jī)夾式連接俯重，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式蝉徒，如復(fù)合式刀具夕锹，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具骗早；②硬質(zhì)合金刀具把意；③金剛石刀具；④其他材料刀具爪撤，如立方氮化硼刀具绿捶，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具网燃，分外圓婆精、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種沈条；②鉆削刀具需忿，包括鉆頭、鉸刀蜡歹、絲錐等屋厘；③鏜削刀具；④銑削刀具等月而。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對刀具耐用汗洒、穩(wěn)定、易調(diào)父款、可換等的要求溢谤，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個數(shù)控刀具的30%～40%憨攒，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%世杀。

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

　≌鞍印⑴剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高沙涎，抗振及熱變形懈荡取蹦虏；

　√刍恰⑵互換性好，便于快速換刀刮血；

　】钚取⑶壽命高，切削性能穩(wěn)定颂鞭、可靠综翠；

　　⑷刀具的尺寸便于調(diào)整刑袒，以減少換刀調(diào)整時間涤墙；

　　⑸刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑程悼，以利于切屑的排除惯缚；

　　⑹系列化诬像，標(biāo)準(zhǔn)化屋群，以利于編程和刀具管理。

　　二、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)行的芍躏。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力邪乍、工件材料的性能、加工工序对竣、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄庇楞。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好否纬，耐用度和精度高姐刁。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄烦味，以提高刀具加工的剛性聂使。

　　選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)谬俄。生產(chǎn)中柏靶，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀贼匾；銑削平面時铛田，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺瞪栋、凹槽時嚣历，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時荷焦，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀盟挤；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀掌范、環(huán)形銑刀腻俏、錐形銑刀和盤形銑刀。

　　在進(jìn)行自由曲面加工時睦键，由于球頭刀具的端部切削速度為零目尘，因此，為保證加工精度栗沫，切削行距一般取得很近密诺秒，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀谤绳，因此占锯，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闷供，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀烟央。另外统诺，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是疑俭，在大多數(shù)情況下粮呢，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钞艇，則可以使整個加工成本大大降低啄寡。

　　在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上哩照，按程序規(guī)定隨時進(jìn)行選刀和換刀動作挺物。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆飘弧、鏜盘胯、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具要尚，迅速刚驶、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)尺寸朽擒、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍牙吼，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)今搂，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種柱称，共包括16種不同用途的刀柄。

　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中饼簸，由于刀具的刃磨臼磁、測量和更換多為人工手動進(jìn)行，占用輔助時間較長蛛最，因此海庆，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量磨镶；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位健提；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用琳猫，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆私痹；⑤先進(jìn)行曲面精加工脐嫂，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下紊遵，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動換刀功能账千，以提高生產(chǎn)效率等。

　　三、數(shù)控加工切削用量的確定

　　合理選擇切削用量的原則是匀奏，粗加工時鞭衩，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本娃善；半精加工和精加工時论衍，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率聚磺、經(jīng)濟(jì)性和加工成本瓤计。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊莹宁，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定圾峭。

　　⑴切削深度t审腺。在機(jī)床废徙、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量狂嘉，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施爵孔。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工询蚊。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床神阔。

　　⑵切削寬度L因震。一般L與刀具直徑d成正比吩捞，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中汁蝶，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d渐扮。

　　⑶切削速度v掖棉。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個措施墓律，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大幔亥，刀具耐用度急劇下降耻讽，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外帕棉，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系针肥，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，v可采用8m/min左右香伴；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時慰枕，v可選200m/min以上具则。

　　⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)具帮。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定博肋。

　　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)整嚼讹。

　】负浮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脊腺。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率崎绽。加工表面粗糙度要求低時，vF可選擇得大些茉园。在加工過程中宅殿，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)性能等的限制汁讹。

　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用诞书，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棋裳，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量快檀。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凭协，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率都晶，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平丸冕。

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