​數控加工中（zhōng）心（xīn）刀具和切削用量的（de）選擇探討

數控（kòng）機床加工生產中，在加工工藝確定的情況下，加工刀具和切削用（yòng）量的合理選擇是數控（kòng）加工生產的重要（yào）環節，是保證數控加工生產效率和表麵（miàn）加工質量的（de）重要（yào）保證。合理選擇切削用量是切削刀具充分發（fā）揮性能的保障，合（hé）理選擇切削刀具是切削用量最有效的保證，隻（zhī）有將兩者有機地（dì）結合起來，才（cái）能充分發揮數控機床的加（jiā）工效率和加工質量。

 刀具是機床實現（xiàn）切削（xuē）加工的直接執行者，刀具的（de）選（xuǎn）擇和切削用量的選擇合理與否，不（bú）僅影響到被加工（gōng）零件的質量，甚至（zhì）可以決定機床功效的發揮和（hé）安全生產的順利進行。所以，在編加工程序時，要選擇合理的刀具和切削用量，不但可以有效提高切削效率和加工質量，還可降低（dī）成本（běn）以獲得最佳經濟效益。

 1、加工中心（xīn）用刀具的基本特征

 為了適應數控機床加工精度、加工效率、加工工序集中及（jí）零件（jiàn）裝夾（jiá）次數少等要求，數控機床對（duì）所用的刀具有許多性能的要求，加工中心用刀具及刀具係統有以下特點：（1）刀片和刀柄高度的通用化、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）刀片或刀具材料及切削參數與被（bèi）加工工件材料相匹配；（4）刀片或刀具（jù）的使用壽命長，加（jiā）工剛性好；（5）刀片及刀柄的定位精度高，刀柄（bǐng）對機床（chuáng）主軸（zhóu）的相對位置要（yào）求較高；（6）刀柄須（xū）有較高的（de）強度、剛度和耐磨性，刀柄及刀具係統（tǒng）的重（chóng）量不能超（chāo）標；（7）刀柄的轉位、重裝（zhuāng）和重複（fù）定位精度要求（qiú）高。

 2、加（jiā）工中心用刀具材料

 2.1 常用刀具材料

 常用數（shù）控刀具材（cái）料有高速鋼、硬質合金、塗層硬質合金、陶瓷、立方氮化（huà）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

 在常用的刀具中，高速鋼、塗層高速鋼的（de）韌性最好，塗層硬（yìng）質合金的硬度較高，硬質合金刀具層中，陶瓷刀具、立方氮（dàn）化硼、金剛石刀具（jù）的硬度更（gèng）高。除特殊材料外，一般不用這幾種材料的（de）刀具（由於其硬度較高刃磨難（nán）度大，而（ér）成型刀（dāo）具切削刃不（bú）易鋒利（lì），容易崩刃（rèn），通常用於較硬的材料加工）。

 2.3 刀具種類

 數控加工中心常用刀具（jù）種（zhǒng）類較（jiào）多，根據刀具用途，可分為輪廓（kuò）類加工刀具和孔類加工刀具等。

 2.3.1 輪廓類加工刀具。

 第一（yī），麵銑刀。刀片和刀齒與刀體的安裝方式有整體焊（hàn）接式，機夾焊接式和可轉位式三（sān）種，運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，從而大大提高加工效率和產品質量，根據不同的工件外形不（bú）同的機床性能（néng），選擇適當直徑大小的刀具型（xíng）號使用方（fāng）便（biàn）快捷。麵銑（xǐ）刀直徑一般（bān）為（wéi）40～400mm。

 第二，立銑刀。立銑刀是數控機床運用的較廣泛的一種刀具，有整體式和鑲刀片式兩種。一般直徑在Φ20mm以下用整體式。直徑（jìng）在（zài）Φ20mm以上多用於鑲齒（chǐ）式，還（hái）有刀（dāo）尖圓弧式銑刀，多用於模具加工，適用於曲麵的大量加工，現在（zài）的硬質合金（jīn）立銑刀也可取代鍵槽銑刀作垂直進給。

 第三（sān），球頭刀。圓柱形球頭銑刀，主要（yào）用於模具加（jiā）工，精加工使用，也有成形和鑲齒（chǐ）兩種。主要用（yòng）於曲麵加工，其加工表麵（miàn）質量較高，球頭刀中心切削速度為零。球頭刀具不適用於平麵銑削。

 2.3.2 孔類加（jiā）工刀具。

 第一，鑽頭。加工中心常用（yòng）鑽頭有中心鑽、標準麻花鑽。刀具（jù）材（cái）料（liào）有高速鋼、硬質合金和塗層硬質合金等。

 第二，鉸刀。有標準高速鋼鉸（jiǎo）刀、焊接硬質合（hé）金刀（一般用於定做尺寸，深孔鉸刀（dāo））、浮動（dòng）鉸刀。

 第（dì）三（sān），鏜刀。鏜刀分為粗鏜刀、精鏜刀、浮（fú）動鏜刀等。精鏜（táng）刀采（cǎi）用螺（luó）絲調節式，每格精度不同，有0.002mm每格直徑，也有0.01mm每格直（zhí）徑方向等（děng）。

 2.3.3 一（yī）些特殊加工刀具。如T形（xíng）刀具，開槽和切斷（duàn）用鋸片刀具，燕尾（wěi）槽成型刀（dāo）具等，使用頻率較低。

 3、加工中心刀具選擇原則

 應根據機床的加工能力、加工材料的（de）性能、加工工序、切（qiē）削用量以及其他因（yīn）素合理地選擇刀具。刀具選（xuǎn）擇的總原則是：刀具選用最重要的一點就是看性價比，在機床確定的條件下，首先考慮加工（gōng）工件材料的（de）切削性能，參照加工材料（liào）的（de）性能（néng）選用價格最低的刀具，提高效（xiào）益，降低成本，同時也要安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下（xià），盡量選擇較短的刀柄（bǐng），以提高刀具（jù）加工剛性（xìng）。

 在選取刀具時，要使刀具的直徑與加工工件的去除量相（xiàng）適應，平麵周邊輪廓的銑削，用立銑刀（dāo）；銑削平麵用硬（yìng）質合金（jīn）盤銑刀；加工凹凸台時使用高速鋼（gāng）立銑刀；加工毛（máo）坯麵或孔粗加工時，選用鑲齒硬質合金（jīn）玉（yù）米銑刀；立體（tǐ）型麵和變斜角輪廓（kuò）外形的加工，常采用球頭刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。

 有時候刀具（jù）的耐用（yòng）度和精度與刀具價格關係（xì）極大，必須注意的是，在有些情況下，選擇價（jià）格較高的好刀具，但是好的刀具帶來加（jiā）工效率和加工質（zhì）量的提高，則可以使整個加工成（chéng）本大大降低。

 4、切削用量選擇

 在數控加工中，切削用（yòng）量的（de）選用是最為關鍵的環節，它直接影響加工效率和加工質量的提高。合理地選擇切削用（yòng）量需要理論和實踐相結（jié）合，在實踐中（zhōng）不斷摸索（suǒ）實驗，才（cái）能更好地總結、歸納出比較合適的切削用量。

 切（qiē）削用量主要（yào）包括背（bèi）吃刀量和側吃刀量、進給速度和切削速度。從刀具的耐用度考慮，切削（xuē）用（yòng）量的選擇方法是先選背吃刀（dāo）量，其次是進給速度，最後確定（dìng）切削速度。下麵就筆（bǐ）者在平時的工作中遇到的加工參數進行（háng）分析（xī）：

 第一，在（zài）機（jī）床型號為（wéi）DMC635V的機（jī）床，加工（gōng）厚度為20mm，材料為12Cr2Mo的工件上鑽Φ1.2mm的通（tōng）孔。刀具選擇（zé）：Φ1.2mm的高速鋼鑽頭（tóu），注意（yì）鑽頭切削刃是否均勻對稱。

 背吃刀量：每鑽深0.5mm提刀排屑法。

 進給速度：Vf＝5mm/min。

 切削（xuē）速度：n＝5000mm/min。

 實現加工工藝要求，順利完成加工任（rèn）務。

 第二，在VMC1250型號機床上，加（jiā）工材料為5CrNiMo熱（rè）鍛（duàn）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（xuǎn）擇：Φ20mmR5的牛鼻刀，刀具（jù）長度為250mm鑲齒硬質合金刀。

 背吃刀量（liàng）：0.1mm

 進給速度：Vf＝1800mm。

 切削速度：n＝3000mm/min，采用順銑的加工方法。

 程序開頭加G64連續加工指令，順利完成加工（gōng）生產任（rèn）務，並保證較好（hǎo）的加工光（guāng）潔度（dù），得到（dào）用（yòng）戶的肯定。

 第三，在（zài）VMC1250型號機床在685鋼板調質硬度在460HBW，厚度8mm的鋼（gāng）板上鑽672個Φ10的陣列通孔，考慮（lǜ）加工成（chéng）本核算和加工效率。

 方案1：刀（dāo）具選擇：Φ10mm優質高速鋼鑽頭，每支46元。

 背吃（chī）刀量：一次鑽（zuàn）通。

 進給（gěi）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（zuàn）20多個孔（kǒng）。方（fāng）案（àn）2：刀具選擇（zé）：Φ10mm硬質合金鑽頭，每支360元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給（gěi）速度：Vf＝30mm/min。

 切削速度：n＝600r/min。

 鑽頭（tóu）一次最多鑽500左右個孔（kǒng）。

 方案3：刀具選擇（zé）：Φ10mm硬質合金（jīn）塗（tú）層鑽頭，每支630元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給（gěi）速度：Vf＝90mm/min。

 切削速度：n＝1200r/min。

 鑽頭（tóu）一次最多鑽約2000個孔。這也充分地說明，使（shǐ）用價（jià）格高的好刀具，不一定就提（tí）高加工成本，效（xiào）率的提高和數量的增加，恰恰（qià）是效益的增加。

 5、結語

 隨著數控加工中心機床的發展，加工工藝要求的不斷提高，數控加工的方法也更加多樣（yàng）化，從簡單的手工編程到複雜的曲麵軟件編程，同時對切削刀具的要求也更（gèng）加精確、多樣。在某些加工環節，實現了（le）加工工藝的要求就是任務完成，而有些加工生產任務，是講質量、講效益、講效率的。隻有合理地選擇切削刀具和切削用量（liàng），才能保證任務的順利完（wán）成，同（tóng）時也使效益最大（dà）化。