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)容廊镜，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率惧仪，而且直接影響加工質(zhì)量节拷。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)成為可能币皂，特別是微機與數(shù)控機床的聯(lián)接眯华，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機上完成筋擒，一般不需要輸出專門的工藝文件拇掺。

　　現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能光蜀，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題算郭，比如，刀具選擇估态、加工路徑規(guī)劃循谨、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)，就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機床完成加工倔撞。因此讲仰，數(shù)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痪蝇，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鄙陡，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點。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行了探討躏啰，給出了若干原則和建議趁矾，并對應(yīng)該注意的問題進行了討論。

　　一给僵、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)控機床高速毫捣、高效和自動化程度高的特點，一般應(yīng)包括通用刀具帝际、通用連接刀柄及少量專用刀柄蔓同。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化蹲诀。數(shù)控刀具的分類有多種方法斑粱。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式管员，采用焊接或機夾式連接褂省，機夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式刃拼，如復(fù)合式刀具渔缅，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具额晶；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具绿窿；④其他材料刀具豌挫，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等纹轩。從切削工藝上可分為：①車削刀具泄艘，分外圓、內(nèi)孔缅科、螺紋宗商、切割刀具等多種；②鉆削刀具耗跛，包括鉆頭裕照、鉸刀、絲錐等调塌；③鏜削刀具晋南；④銑削刀具等惠猿。為了適應(yīng)數(shù)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定负间、易調(diào)偶妖、可換等的要求，近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用政溃，在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%～40%趾访，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。
　　數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比董虱，有許多不同的要求扼鞋，主要有以下特點：
　　⑴剛性好（尤其是粗加工刀具）空扎，精度高藏鹊，抗振及熱變形小碎师；
　〗隽⑵互換性好，便于快速換刀批贴；
　』攒睢⑶壽命高，切削性能穩(wěn)定用噪、可靠女骗；
　　⑷刀具的尺寸便于調(diào)整誓籽，以減少換刀調(diào)整時間镣逃；
　　⑸刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑洪业，以利于切屑的排除撼遵；
　　⑹系列化峭桅，標(biāo)準(zhǔn)化甜杰，以利于編程和刀具管理。

　　二吵护、數(shù)控加工刀具的選擇

　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的盒音。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能馅而、加工工序祥诽、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，剛性好原押，耐用度和精度高胁镐。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄诸衔，以提高刀具加工的剛性盯漂。
　　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)笨农。生產(chǎn)中就缆，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀谒亦；銑削平面時资担，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺炬费、凹槽時踱孕，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時艾蜓，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀将窗；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀零反、環(huán)形銑刀泻畏、錐形銑刀和盤形銑刀。
　　在進行自由曲面加工時迫讨，由于球頭刀具的端部切削速度為零委丈，因此，為保證加工精度凤阱，切削行距一般取得很能密什偷，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)于球頭刀芹枷，因此竟闪，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杖狼，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外妖爷，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大蝶涩，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下絮识，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本绿聘，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。

　　在加工中心上熄攘，各種刀具分別裝在刀庫上兽愤，按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄挪圾，以便使鉆浅萧、鏜、擴哲思、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具版挣，迅速、準(zhǔn)確地裝到機床主軸或刀庫上去柴羞。編程人員應(yīng)了解機床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸婆裹、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸稳嘁。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)乱险，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄托习。
　　在經(jīng)濟型數(shù)控加工中石检，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行洗吉，占用輔助時間較長勾奇，因此，必須合理安排刀具的排列順序蔼魁。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量摆野；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進行的所有加工部位凛驮；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用裆站，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆黔夭；⑤先進行曲面精加工宏胯，后進行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下本姥，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能肩袍，以提高生產(chǎn)效率等。

　　三婚惫、數(shù)控加工切削用量的確定

　　合理選擇切削用量的原則是氛赐，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主先舷，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本艰管；半精加工和精加工時滓侍，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率牲芋、經(jīng)濟性和加工成本撩笆。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊情庐，并結(jié)合經(jīng)驗而定筷疹。
　　⑴切削深度t亏的。在機床咖杉、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量胆中，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施句担。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進行精加工橡收。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床青蝗。
　　⑵切削寬度L配评。一般L與刀具直徑d成正比世蕴，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控加工中再拴，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d塘丝。
　　⑶切削速度v诞外。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個措施澜沟，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大峡谊，刀具耐用度急劇下降茫虽，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外既们，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系濒析，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，v可采用8m/min左右啥纸；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時号杏，v可選200m/min以上。
　∷拱簟⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)馒索。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計算公式為：
　　式中名船，d為刀具或工件直徑（mm）绰上。
　　數(shù)控機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)速進行整倍數(shù)調(diào)整返乏。
　】虺椤⑸進給速度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香诽。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率绵扇。加工表面粗糙度要求低時，vF可選擇得大些庐丁。在加工過程中仓煌，vF也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設(shè)備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制榨凭。
　　隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用熔徊，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郑迅，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量朽晓。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令聂，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率方仿，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平统翩。

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