CNC機加工中選擇刀具與切削定量

CNC機加工中選擇刀具與切削定量
一、數控加工常用刀具的種類及特點

　　數控加工刀具必須適應數控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應包括通用刀具
、通(tong)用(yong)連(lian)接(jie)刀(dao)柄(bing)及(ji)少(shao)量(liang)專(zhuan)用(yong)刀(dao)柄(bing)。刀(dao)柄(bing)要(yao)聯(lian)接(jie)刀(dao)具(ju)並(bing)裝(zhuang)在(zai)機(ji)床(chuang)動(dong)力(li)頭(tou)上(shang)
，因(yin)此(ci)已(yi)逐(zhu)漸(jian)標(biao)準(zhun)化(hua)和(he)係(xi)列(lie)化(hua)。數(shu)控(kong)刀(dao)具(ju)的(de)分(fen)類(lei)有(you)多(duo)種(zhong)方(fang)法(fa)。根(gen)據(ju)刀(dao)具(ju)結(jie)構(gou)可(ke)分(fen)為(wei)：①整體式；②鑲嵌式
，采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種
；③特殊型式，如複合式刀具，減震式刀具等。根據製造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質合金刀具
；③金剛石刀具；④其他材料刀具
，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具
，分外圓、內孔、螺紋、切割刀具等多種；②鑽削刀具
，包括鑽頭、鉸刀、絲錐等
；③鏜削刀具；④銑削刀具等。為了適應數控機床對刀具耐用、穩定、易調

、可換等的要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用，在數量上達到整個數控刀具的30%～40%

，金屬切除量占總數的80%～90%。

　　數控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求

，主要有以下特點：

　　⑴剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及熱變形小
；
　　⑵互換性好
，便於快速換刀；
　　⑶壽命高，切削性能穩定、可靠
；
　　⑷刀具的尺寸便於調整，以減少換刀調整時間；
　　⑸刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利於切屑的排除；
　　⑹係列化
，標準化，以利於編程和刀具管理。

　　二
、數控加工刀具的選擇

　　刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應根據機床的加工能力、工件材料的性能
、加工工序
、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調整方便
，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。

　　選取刀具時

，要使刀具的尺寸與被加工工件的表麵尺寸相適應。生產中，平麵零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平麵時，應選硬質合金刀片銑刀；加工凸台、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表麵或粗加工孔時
，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型麵和變斜角輪廓外形的加工
，常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。　
　
　　zaijinxingziyouqumianjiagongshi，youyuqiutoudaojudeduanbuqiexuesuduweiling
，yinci，weibaozhengjiagongjingdu，qiexuexingjuyibanqudehennengmi，guqiutouchangyongyuqumiandejingjiagong。erpingtoudaojuzaibiaomianjiagongzhiliangheqiexuexiaolvfangmiandouyouyuqiutoudao，yinci，zhiyaozaibaozhengbuguoqiedeqiantixia，wulunshiqumiandecujiagonghaishijingjiagong，douyingyouxianxuanzepingtoudao。lingwai，daojudenaiyongduhejingduyudaojujiageguanxijida，bixuyinqizhuyideshi，zaidaduoshuqingkuangxia
，xuanzehaodedaojusuiranzengjialedaojuchengben
，danyoucidailaidejiagongzhilianghejiagongxiaolvdetigao，zekeyishizhenggejiagongchengbendadajiangdi。

　　在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上
，按程序規定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鑽、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具


，迅速
、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸

、調整方法以及調整範圍，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工具係統
，其刀柄有直柄（三種規格）和錐柄（四種規格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。

　　在經濟型數控加工中，由於刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長
，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則：①盡量減少刀具數量

；②一把刀具裝夾後，應完成其所能進行的所有加工部位
；③粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規格的刀具；④先銑後鑽

；⑤先進行曲麵精加工，後進行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應盡可能利用數控機床的自動換刀功能，以提高生產效率等。

　　三、數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，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本
；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下
，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊

，並結合經驗而定。

　　⑴切削深度t。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就jiu等deng於yu加jia工gong餘yu量liang，這zhe是shi提ti高gao生sheng產chan率lv的de一yi個ge有you效xiao措cuo施shi。為wei了le保bao證zheng零ling件jian的de加jia工gong精jing度du和he表biao麵mian粗cu糙cao度du，一yi般ban應ying留liu一yi定ding的de餘yu量liang進jin行xing精jing加jia工gong。數shu控kong機ji床chuang的de精jing加jia工gong餘yu量liang可ke略lve小xiao於yu普pu通tong機ji床chuang。

　　⑵切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比
，與切削深度成反比。經濟型數控加工中，一般L的取值範圍為：L=（0.6～0.9）d。

　　⑶切削速度v。提高v也是提高生產率的一個措施，但v與刀具耐用度的關係比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降
，故v的選擇主要取決於刀具耐用度。另外
，切削速度與加工材料也有很大關係


，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，v可采用8m/min左右
；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時
，v可選200m/min以上。

　　⑷主軸轉速n(r/min)。主軸轉速一般根據切削速度v來選定。計算公式為：

　　式中，d為刀具或工件直徑（mm）。

　　數控機床的控製麵板上一般備有主軸轉速修調（倍率）開關，可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數調整。

　　⑸進給速度vF 。vF應根據零件的加工精度和表麵粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。vF的增加也可以提高生產效率。加工表麵粗糙度要求低時
，vF可選擇得大些。在加工過程中，vF也可通過機床控製麵板上的修調開關進行人工調整，但是最大進給速度要受到設備剛度和進給係統性能等的限製。

　　隨sui著zhe數shu控kong機ji床chuang在zai生sheng產chan實shi際ji中zhong的de廣guang泛fan應ying用yong，數shu控kong編bian程cheng已yi經jing成cheng為wei數shu控kong加jia工gong中zhong的de關guan鍵jian問wen題ti之zhi一yi。在zai數shu控kong程cheng序xu的de編bian製zhi過guo程cheng中zhong
，要yao在zai人ren機ji交jiao互hu狀zhuang態tai下xia即ji時shi選xuan擇ze刀dao具ju和he確que定ding切qie削xue用yong量liang。因yin此ci，編bian程cheng人ren員yuan必bi須xu熟shu悉xi刀dao具ju的de選xuan擇ze方fang法fa和he切qie削xue用yong量liang的de確que定ding原yuan則ze，從cong而er保bao證zheng零ling件jian的de加jia工gong質zhi量liang和he加jia工gong效xiao率lv，充chong分fen發fa揮hui數shu控kong機ji床chuang的de優you點dian
，提ti高gao企qi業ye的de經jing濟ji效xiao益yi和he生sheng產chan水shui平ping。 刀具的選擇和切削用量的確定是數控加工工藝中的重要內容，它不僅影響數控機床的加工效率
，而且直接影響加工質量。CAD/CAM技術的發展

，使得在數控加工中直接利用CAD的設計數據成為可能，特別是微機與數控機床的聯接

，使得設計
、工藝規劃及編程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。