合理選擇數(shù)控銑加工中的刀具和切削用量(一)

1、合理選擇數(shù)控銑加工中的刀具和切削用量 （一 ） 摘要：在借助 CAM 軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過程中，刀具的選擇和切削用 量的確定是十分重要，它不僅對(duì)被加工零件的質(zhì)量影響巨大，甚至可 以決定著機(jī)床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。所以，在編制加工 程序時(shí)，選擇合理的刀具和切削用量， 是編制高質(zhì)量加工程序的前提。 關(guān)鍵詞：刀具種類要求選擇切削用量現(xiàn)在，如Pro/ENGINEER、 UG、Cimatron、MasterCAM 等許多 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，比如，刀具 選擇、加工路徑規(guī)劃、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)，

2、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。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，這 與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，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)。 眾所周知，在借助 CAM 軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過程中，刀具的選擇和切 削用量的確定是十分重要，它不僅對(duì)被加工零件的質(zhì)量影響巨大，甚 至可以決定著機(jī)床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。所以無論是手 工編程或計(jì)算機(jī)輔助編程，在編制加工程序時(shí)，選擇合理的刀具和切 削用量，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。本文對(duì)數(shù)控編程中必須面對(duì) 的刀具選擇和切削用量確定問題進(jìn)行了

3、探討， 給出了若干原則和建議， 并對(duì)應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了討論。、刀具的選擇1、數(shù)控銑加工常用刀具的種類數(shù)控銑加工刀具種類很多，為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程 度高的特點(diǎn)，所用刀具正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化的方向發(fā)展， 主要包括銑削刀具和孔加工刀具兩大類。為了滿足高效和特殊的銑削 要求，又發(fā)展了各種特殊用途的專用刀具。數(shù)控銑刀具的分類有多種 方法，根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為： 整體式； 鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾 式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種； 特殊型式，如復(fù)合 式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為： 高速鋼 刀具； 硬質(zhì)合金刀具； 金剛石刀具； 其他材料刀具，如立方 氮化

4、硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：平端立銑刀、圓角 立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。2、數(shù)控銑加工對(duì)刀具的要求 為了保證數(shù)控銑機(jī)床的加工精度，提高數(shù)控銑機(jī)床的生產(chǎn)效率及降低 刀具材料的消耗，在選用數(shù)控銑機(jī)床刀具和刀具材料時(shí)，除滿足普通 機(jī)床應(yīng)具備的基本條件外，還要考慮在數(shù)控銑機(jī)床中刀具工作條件等 多方面因素，如切屑的斷屑性能、刀具快速調(diào)整與更換，因此對(duì)刀具 和刀具材料提出更高的要求。1）銑刀剛性要好一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是 為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。當(dāng)工件各處的 加工余量相差懸殊時(shí)，通用銑床遇到這種情況很容易采取分層銑削方 法加以解決，而數(shù)控銑削就

5、必須按程序規(guī)定的走刀路線前進(jìn)，遇到余 量大時(shí)無法象通用銑床那樣 “隨機(jī)應(yīng)變 ”，除非在編程時(shí)能夠預(yù)先考慮到， 否則銑刀必須返回原點(diǎn)，用改變切削面高度或加大刀具半徑補(bǔ)償值的 方法從頭開始加工，多走幾刀。但這樣勢必造成余量少的地方經(jīng)常走 空刀，降低了生產(chǎn)效率，如刀具剛性較好就不必這么辦。 2）銑刀的耐 用度要高尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損 較快，就會(huì)影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的 調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)， 也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階， 降低了工件的表面質(zhì)量。 除上述兩點(diǎn)之外， 互換性好， 便于快速換刀； 刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間；

6、刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟?卷屑，以利于切屑的排除； 系列化，標(biāo)準(zhǔn)化， 以利于編程和刀具管理， 等等這些是數(shù)控加工與普通機(jī)床加工對(duì)刀具的不同要求。3、數(shù)控銑加工刀具類型的選擇 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、工件材料的性能、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。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好， 耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄， 以提高刀具加工的剛性。生產(chǎn)中，被加工零件的幾何形狀是選擇刀具 類型的主要依據(jù)。 1）銑削刀具的選用：加工曲面類零件時(shí)，為了保證 刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切，而避免刀刃與工件輪廓

7、發(fā)生干 涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃 銑刀；銑較大平面時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一 般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀； 銑小平面或臺(tái)階面時(shí)一般采用通用銑刀； 銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀； 2）孔加工 刀具的選用：數(shù)控機(jī)床孔加工一般無鉆模，由于鉆頭的剛性和切削條 件差，選用鉆頭直徑 D 應(yīng)滿足 L/D5（L為鉆孔深度）的條件；鉆孔前 先用中心鉆定位，保證孔加工的定位精度；精絞前可選用浮動(dòng)絞刀， 絞孔前孔口要倒角；鏜孔時(shí)應(yīng)盡量選用對(duì)稱的多刃鏜刀頭進(jìn)行切削， 以平衡鏜削振動(dòng)；盡量選擇較粗和較短的刀桿，以減少切削振動(dòng)。在 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中， 由于刀具的刃磨、 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，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵 循以下原則： 盡量減少刀具數(shù)量； 一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所 能進(jìn)行的所有加工部位； 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； 先銑后鉆； 先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪 廓精加工； 在可能的情況下，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。另外，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，在大多數(shù)情況下，選擇好