​數（shù）控加工（gōng）中心刀具和切削用量的選擇探討

數控機床加工生產中，在加工（gōng）工藝確定的情況下，加工刀具和（hé）切削用量的合理選擇（zé）是數控加工生產的重要環節，是保證數控加工生產（chǎn）效率和表麵加工質量的重要保證。合理選擇切削用（yòng）量是（shì）切削刀具充分發揮性能的保（bǎo）障，合理選擇切削刀具是切削用量最有效的保證，隻有將兩者有機地結合起來，才能充分發揮（huī）數控機床的加工效率和加工質量。

 刀具是機床實現切削加工的直接執行者，刀具的選擇和切削用量的（de）選擇合（hé）理與否，不僅影響到被加工零件（jiàn）的質（zhì）量，甚至可以決定機（jī）床（chuáng）功效的（de）發揮和安全生（shēng）產的順利（lì）進行。所以，在編加工程序時，要選擇合（hé）理的刀具和切削用量，不但可以有效提高切削效率和（hé）加工質量，還可降低成本以獲得最佳經濟效益（yì）。

 1、加工中心用刀具的基本特（tè）征

 為了適應數控機床加工精度、加工效率、加工工序集中及零件裝夾次（cì）數（shù）少等要求，數控機（jī）床對所用的刀具有許多性能的要（yào）求，加工中（zhōng）心用（yòng）刀具及刀具（jù）係統有以下特點：（1）刀片和（hé）刀柄高（gāo）度的通用化、規則化、係統化；（2）刀片和刀具參數及切削參數的規範化、典型化；（3）刀（dāo）片或刀具材料及切削參數與被加工工件材料相匹配；（4）刀片（piàn）或刀具的使用壽命長，加（jiā）工剛性（xìng）好；（5）刀片及刀柄的定位精度高，刀柄對機床主軸的相對位置要求較高；（6）刀柄須有較（jiào）高的強度、剛度和耐磨性，刀柄及刀具係統的重量不能超標；（7）刀柄（bǐng）的轉位、重裝和重複定位精度要求高（gāo）。

 2、加工（gōng）中心用刀具材料（liào）

 2.1 常用刀具材料

 常用數控刀（dāo）具（jù）材料有（yǒu）高速鋼（gāng）、硬質合金、塗層硬質（zhì）合金（jīn）、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等，其中高速鋼、硬質合金、塗層硬質合金在數控加工中的應用最廣泛。

 2.2 刀具性能的比較

 在常（cháng）用的刀具中，高速鋼、塗層高速鋼的韌性最好（hǎo），塗層（céng）硬質合金的硬度（dù）較（jiào）高，硬質合金刀具層中，陶瓷刀具、立方（fāng）氮化（huà）硼、金剛石刀具的硬（yìng）度（dù）更高。除特殊材料外，一般（bān）不用這幾種材料的刀具（由於其硬度較高刃磨難度大，而成型刀具切削刃不易鋒利，容易崩刃，通常用於（yú）較硬的（de）材料加工）。

 2.3 刀（dāo）具種類

 數控（kòng）加工中心常用刀（dāo）具種類較多，根據刀具用（yòng）途（tú），可分為輪廓類加工刀具和孔（kǒng）類（lèi）加工（gōng）刀具等。

 2.3.1 輪廓類加（jiā）工刀具（jù）。

 第一（yī），麵銑刀。刀（dāo）片（piàn）和刀齒與刀體的安裝方（fāng）式有（yǒu）整（zhěng）體焊接式，機（jī）夾焊（hàn）接式和可轉位式三種，運（yùn）用較多的是可轉位式。當刀片切削刃磨鈍或報廢時（shí），可直接在機床上轉位或者更換刀片（piàn），從而大大提高（gāo）加工效率和產品質量（liàng），根據不同的工件外形（xíng）不同的機床（chuáng）性能（néng），選擇適當直徑大小的刀具型（xíng）號使用方便快捷。麵銑刀直徑一般為40～400mm。

 第二，立銑刀。立（lì）銑刀是數控機床運用的較廣泛的一種（zhǒng）刀具，有整體式和（hé）鑲刀片式兩種。一（yī）般直徑在Φ20mm以下用（yòng）整體式。直徑在Φ20mm以上多用於鑲齒式，還有刀（dāo）尖圓弧式（shì）銑刀，多用於模具（jù）加工，適（shì）用於（yú）曲麵（miàn）的大量加工，現在的硬質合金立銑刀也可（kě）取代鍵槽銑刀（dāo）作（zuò）垂直進給。

 第三，球頭刀。圓柱形球頭銑刀，主要用於模具加工，精加（jiā）工（gōng）使用，也有成（chéng）形和鑲（xiāng）齒兩種。主要用（yòng）於曲麵（miàn）加工，其加（jiā）工表麵質量較高，球頭刀中心切削速度為零。球頭刀具不（bú）適用於平麵銑削。

 2.3.2 孔類加工刀具。

 第一，鑽頭。加工中心常（cháng）用鑽頭有中心鑽、標準麻花鑽（zuàn）。刀具材料有高速鋼（gāng）、硬質合金和塗層硬質合金等。

 第二，鉸（jiǎo）刀。有標準高速鋼鉸刀、焊接硬質合金刀（一般用於（yú）定做尺寸，深孔鉸（jiǎo）刀）、浮動鉸刀。

 第三，鏜刀。鏜刀分為粗鏜刀、精鏜刀、浮動鏜刀等。精鏜（táng）刀采用螺絲調節式，每格精度不同，有0.002mm每格直徑，也有0.01mm每格（gé）直徑方（fāng）向（xiàng）等。

 2.3.3 一些（xiē）特殊加工刀具。如（rú）T形刀具（jù），開（kāi）槽和切斷用鋸片刀具，燕尾槽成型刀具等，使用頻率較（jiào）低。

 3、加工（gōng）中心刀具選擇原（yuán）則

 應根（gēn）據機床（chuáng）的加工（gōng）能（néng）力、加工材料的性能、加工工序、切削用量（liàng）以及其他因素合理地選擇刀具（jù）。刀具選擇的總原則是：刀（dāo）具選用最重要的一點就（jiù）是看性價比，在機床確（què）定（dìng）的條件下，首先（xiān）考慮加工（gōng）工件材（cái）料的切削性（xìng）能，參照加工材料的性能選用價格最（zuì）低的刀具（jù），提高效益，降低（dī）成本，同時也要安（ān）裝調整方便（biàn），剛（gāng）性好（hǎo），耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提（tí）下，盡量選擇較短的刀柄，以（yǐ）提高刀具加工剛性。

 在選取刀具時（shí），要使刀具的直徑與加工工（gōng）件的（de）去除量相適應，平麵周邊輪廓的銑削，用（yòng）立銑刀；銑削平麵用硬（yìng）質合金盤銑刀；加工凹凸台時使用高速（sù）鋼立銑刀；加（jiā）工毛坯麵或（huò）孔（kǒng）粗加（jiā）工時，選用鑲齒硬質合金玉米銑（xǐ）刀；立體型麵和變斜角輪廓（kuò）外形的加工，常采（cǎi）用球頭刀、環（huán）形銑刀、錐（zhuī）形銑刀和盤銑刀。

 有時候刀具的耐用度（dù）和（hé）精度與刀具價格關係極大（dà），必須注意的是，在有些情況下，選擇價格較高的好刀具（jù），但是好的刀具（jù）帶（dài）來加工效率和加工質量的提高，則可以（yǐ）使整個加工成本大大降低。

 4、切削用（yòng）量選擇

 在數控加工中，切削用量（liàng）的選用是最為關鍵的（de）環節，它直（zhí）接影響加工效率和加工質（zhì）量（liàng）的提高。合理（lǐ）地選擇（zé）切削用量需要（yào）理論和實踐相結合，在實（shí）踐中不斷（duàn）摸索實驗，才能更好（hǎo）地總結、歸納出（chū）比較合適（shì）的切削用量。

 切削用量主要（yào）包括背吃刀量（liàng）和側吃刀量、進給速度和切削（xuē）速度。從刀具的耐用度考慮，切削用量的選擇方法是先選背吃刀量，其次是進給速（sù）度，最後確（què）定切削速度。下麵就筆者在平時的工作中遇到的加（jiā）工參數進行分析：

 第一，在機床（chuáng）型號（hào）為DMC635V的（de）機床，加工厚度為20mm，材料為12Cr2Mo的工件上鑽Φ1.2mm的通孔。刀具選擇：Φ1.2mm的高（gāo）速鋼鑽頭，注意鑽頭切削刃是否均勻對稱（chēng）。

 背吃刀量：每鑽深（shēn）0.5mm提刀排屑法。

 進給速度：Vf＝5mm/min。

 切削速度：n＝5000mm/min。

 實現加工工藝要求，順利完成加工任務。

 第（dì）二，在VMC1250型號機床上，加工材料為5CrNiMo熱鍛模具，調質硬度為500HBW的狹長槽，深度為170mm的工件精加工，加工餘量為單邊0.1～0.15mm。刀具選擇：Φ20mmR5的牛鼻刀，刀具長度為（wéi）250mm鑲齒硬質合金刀。

 背吃刀量：0.1mm

 進給（gěi）速度：Vf＝1800mm。

 切削速度（dù）：n＝3000mm/min，采用順銑的加（jiā）工方法。

 程序開頭加G64連續加工指令，順利完成加工生產任務，並保證較（jiào）好的加工光潔度，得到用戶的肯定。

 第（dì）三，在VMC1250型號機（jī）床在685鋼板調質硬度在460HBW，厚度8mm的鋼板上鑽672個Φ10的陣列通（tōng）孔（kǒng），考慮（lǜ）加工成本核算和加工效率。

 方案1：刀具選擇：Φ10mm優質高（gāo）速鋼鑽頭，每支46元。

 背吃刀（dāo）量：一次（cì）鑽通。

 進給速度：Vf＝10mm/min。

 切削速度：n＝180r/min。

 鑽頭在刃磨較好的情況下，一次最（zuì）多鑽20多個孔。方案2：刀具選擇：Φ10mm硬質合金鑽（zuàn）頭，每（měi）支360元。

 背（bèi）吃刀量：一次鑽通。

 進給（gěi）速度：Vf＝30mm/min。

 切削速度：n＝600r/min。

 鑽（zuàn）頭一次（cì）最多鑽500左右個孔（kǒng）。

 方案（àn）3：刀具選擇：Φ10mm硬（yìng）質合金塗層鑽頭，每支630元。

 背吃刀量：一次（cì）鑽通。

 進給速度：Vf＝90mm/min。

 切削速度：n＝1200r/min。

 鑽頭（tóu）一次最多鑽約2000個孔。這也充分（fèn）地說明，使用價格高的好刀具，不一定就提高加工成本，效率的提高和數量的增加，恰恰是效益（yì）的增加。

 5、結語

 隨著數控加工（gōng）中（zhōng）心機床的（de）發展，加工工藝要求的不斷提高，數控加工的方法也更加多樣化，從簡單的手工編程到複雜的（de）曲麵軟件編（biān）程，同時對（duì）切削（xuē）刀具的要求也更加精確、多樣。在某些加工環節，實現了加工工藝的要求就是任務完成（chéng），而有些加工生產任務，是講（jiǎng）質（zhì）量、講（jiǎng）效益、講效率的。隻有合理地選擇切（qiē）削刀具和切削用量，才能保證任務的順利完成，同時也使效益最大化。