數(shù)控機(jī)床刀具及編程的適當(dāng)選用
數(shù)控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)容嘴纺，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)量浓冒。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展栽渴，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DNC系統(tǒng)微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接稳懒，使得設(shè)計(jì)闲擦、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僚祷。
目前佛致，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)問題辙谜，如俺榆，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃装哆、切削用量設(shè)定等罐脊，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)床完成加工昆秩。
因此萎雁，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(duì)比聂帜，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您眉，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)，能夠正確選擇刀刃具及切削用量涡趟。
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)床高速林皇、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具呼泪、通用連接刀柄及少量專用刀柄妓付。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上憔吉，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滚胎。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式肿讽；②鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式聯(lián)接田搏，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種找田；③特殊型式，如復(fù)合式刀具径密、減震式刀具等午阵。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為 ；：①高速鋼刀具享扔；②硬質(zhì)合金刀具底桂；③金剛石刀具；④其他材料刀具惧眠，如立方氮化硼刀具籽懦、陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具氛魁，分外圓暮顺、內(nèi)孔、螺紋秀存、切割刀具等多種捶码；②鉆削刀具，包括鉆頭或链、鉸刀惫恼、絲錐等；③鏜削刀具嚎衡；④銑削刀具等垃燃。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定漓荞、易調(diào)介然、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)用拟卢，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%盗晨，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。 绞甥；
數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比献鬼，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)：①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高蜕逾、抗振及熱變形小竿丙；②互換性好挑庶，便于快速換刀；③壽命高软能，切削性能穩(wěn)定迎捺、可靠；④刀具的尺寸便于調(diào)整查排，以減少換刀調(diào)整時(shí)間凳枝；⑤刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦虾耍虎尴盗谢濉?biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理砂代。
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)行的蹋订。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能刻伊、加工工序露戒、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)整方便捶箱、剛性好趋肖、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下相脱，盡量選擇較短的刀柄乍询，以提高刀具加工的剛性。
選取刀具時(shí)典患，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)泳嵌。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工猾灰，常采用立銑刀膊抄；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀萌小；加工凸臺(tái)膛逞、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀狱心；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)蟹幔，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀惨奕、環(huán)形銑刀雪位、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進(jìn)行自由曲面(模具)加工時(shí)梨撞，由于球頭刀具的端部切削速度為零雹洗，因此，為保證加工精度卧波，切削行距一般采用頂端密距时肿，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)于球頭刀港粱，因此螃成，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查坪，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀寸宏。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大咪惠，必須引起注意的是击吱，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本馁胁，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高帖与，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。
在加工中心上六主，各種刀具分別裝在刀庫上架看，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄篱掌，以便使鉆锦列、鏜、擴(kuò)耿窍、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具迅速誊预、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)尺寸较搔、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍寡瘩，以便在編程時(shí)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)屈淫，其刀柄有直柄（3種規(guī)格）和錐柄（4種規(guī)格）2種管书，共包括16種不同用途的刀柄。
在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中截碴，由于刀具的刃磨梳侨、測量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長，因此走哺，必須合理安排刀具的排列順序蚯嫌。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后丙躏，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟齐帚；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具彼哼；④先銑后鉆 ；湘今；⑤先進(jìn)行曲面精加工敢朱，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下摩瞎，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能拴签，以提高生產(chǎn)效率等。
加工過程中切削用量的確定 磕糙；
合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)劫陌，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本晶睦；半精加工和精加工時(shí)碱框，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率爱茫、經(jīng)濟(jì)性和加工成本册灾。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊慰沸，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定拷拗。具體要考慮以下幾個(gè)因素： ；
×紫瘛①切削深度t涩霞。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下邦匆，t就等于加工余量睦绍，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度痢士，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工彪薛。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。②切削寬度L怠蹂。一般L與刀具直徑d成正比善延，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d易遣。③切削速度v彼妻。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切豆茫。隨著v的增大侨歉，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度揩魂。另外幽邓，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(shí)火脉，v可采用8m/min左右核必；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，v可選200m/min以上品糯。④主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)荒鳖。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為：v=∏nd/1000蛔交。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)末昂，可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。⑤進(jìn)給速度vF镐访。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二蚓。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(shí)限榆，vF可選擇得大些糯驯。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)整赵椰，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制耙福。
隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，量化生產(chǎn)線的形成姜钳，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一坦冠。在數(shù)控程序的編制過程中，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哥桥。因此辙浑，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)量和加工效率拟糕，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)判呕，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。
目前佛致，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)問題辙谜，如俺榆，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃装哆、切削用量設(shè)定等罐脊，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)床完成加工昆秩。
因此萎雁，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(duì)比聂帜，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您眉，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)，能夠正確選擇刀刃具及切削用量涡趟。
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)床高速林皇、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具呼泪、通用連接刀柄及少量專用刀柄妓付。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上憔吉，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滚胎。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式肿讽；②鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式聯(lián)接田搏，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種找田；③特殊型式，如復(fù)合式刀具径密、減震式刀具等午阵。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為 ；：①高速鋼刀具享扔；②硬質(zhì)合金刀具底桂；③金剛石刀具；④其他材料刀具惧眠，如立方氮化硼刀具籽懦、陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具氛魁，分外圓暮顺、內(nèi)孔、螺紋秀存、切割刀具等多種捶码；②鉆削刀具，包括鉆頭或链、鉸刀惫恼、絲錐等；③鏜削刀具嚎衡；④銑削刀具等垃燃。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定漓荞、易調(diào)介然、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)用拟卢，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%盗晨，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。 绞甥；
數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比献鬼，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)：①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高蜕逾、抗振及熱變形小竿丙；②互換性好挑庶，便于快速換刀；③壽命高软能，切削性能穩(wěn)定迎捺、可靠；④刀具的尺寸便于調(diào)整查排，以減少換刀調(diào)整時(shí)間凳枝；⑤刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦虾耍虎尴盗谢濉?biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理砂代。
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)行的蹋订。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能刻伊、加工工序露戒、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)整方便捶箱、剛性好趋肖、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下相脱，盡量選擇較短的刀柄乍询，以提高刀具加工的剛性。
選取刀具時(shí)典患，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)泳嵌。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工猾灰，常采用立銑刀膊抄；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀萌小；加工凸臺(tái)膛逞、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀狱心；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)蟹幔，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀惨奕、環(huán)形銑刀雪位、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進(jìn)行自由曲面(模具)加工時(shí)梨撞，由于球頭刀具的端部切削速度為零雹洗，因此，為保證加工精度卧波，切削行距一般采用頂端密距时肿，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)于球頭刀港粱，因此螃成，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查坪，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀寸宏。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大咪惠，必須引起注意的是击吱，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本馁胁，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高帖与，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。
在加工中心上六主，各種刀具分別裝在刀庫上架看，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄篱掌，以便使鉆锦列、鏜、擴(kuò)耿窍、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具迅速誊预、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)尺寸较搔、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍寡瘩，以便在編程時(shí)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)屈淫，其刀柄有直柄（3種規(guī)格）和錐柄（4種規(guī)格）2種管书，共包括16種不同用途的刀柄。
在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中截碴，由于刀具的刃磨梳侨、測量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長，因此走哺，必須合理安排刀具的排列順序蚯嫌。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后丙躏，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟齐帚；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具彼哼；④先銑后鉆 ；湘今；⑤先進(jìn)行曲面精加工敢朱，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下摩瞎，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能拴签，以提高生產(chǎn)效率等。
加工過程中切削用量的確定 磕糙；
合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)劫陌，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本晶睦；半精加工和精加工時(shí)碱框，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率爱茫、經(jīng)濟(jì)性和加工成本册灾。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊慰沸，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定拷拗。具體要考慮以下幾個(gè)因素： ；
×紫瘛①切削深度t涩霞。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下邦匆，t就等于加工余量睦绍，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度痢士，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工彪薛。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。②切削寬度L怠蹂。一般L與刀具直徑d成正比善延，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d易遣。③切削速度v彼妻。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切豆茫。隨著v的增大侨歉，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度揩魂。另外幽邓，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(shí)火脉，v可采用8m/min左右核必；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，v可選200m/min以上品糯。④主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)荒鳖。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為：v=∏nd/1000蛔交。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)末昂，可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。⑤進(jìn)給速度vF镐访。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二蚓。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(shí)限榆，vF可選擇得大些糯驯。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)整赵椰，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制耙福。
隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，量化生產(chǎn)線的形成姜钳，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一坦冠。在數(shù)控程序的編制過程中，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哥桥。因此辙浑，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)量和加工效率拟糕，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)判呕，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。
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