數控加工（gōng）中心刀具和切削用量（liàng）的選擇（zé）探（tàn）討（tǎo）

數控機床加工生產中，在加工工藝確定的情況（kuàng）下，加工刀具和切削用量的合（hé）理選擇是數控加工生產的重要（yào）環節，是保證數控加工生產效（xiào）率和表麵加工質量的重要保證。合理選擇切削（xuē）用量是切削刀具充分發揮性能的保障，合理選擇切削（xuē）刀（dāo）具是（shì）切削用量最有效的保證，隻有（yǒu）將兩者有（yǒu）機地結合起來，才能充分發揮數控機床的加工效率和加工質（zhì）量。

 刀具是機床實現切（qiē）削加工的直接執行者，刀具的選擇和切削用量的（de）選擇合理與否，不僅（jǐn）影響到被加工零件的質量，甚至可以（yǐ）決定機床功效的發揮和安（ān）全生產的順利進行。所以，在編加工程序時，要選擇合理的（de）刀具和切削用量，不但可以有效（xiào）提高切削效率和加工質量，還可降低成本以獲得（dé）最佳經濟（jì）效益。

 1、加工中心用刀具的基本特征

 為了適應數控機床加工精度、加工效（xiào）率（lǜ）、加工工序集中及零件裝夾次數少等要求，數控機床對所用的刀具有許多（duō）性能的要求（qiú），加工中心用刀具及刀具係統有以下（xià）特點：（1）刀片和刀柄高度的通用化、規則化（huà）、係統化；（2）刀片和刀（dāo）具參數及切削參數的規範（fàn）化、典型化；（3）刀片或刀具材料（liào）及切削參數與（yǔ）被加工工件材料相匹配；（4）刀（dāo）片或刀具的使用壽命長，加工剛性好；（5）刀（dāo）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）刀柄須有較高的強度、剛度（dù）和耐磨性（xìng），刀柄及（jí）刀具係統的重量不能超標；（7）刀（dāo）柄的轉位、重裝和重複定位精度要求高（gāo）。

 2、加工（gōng）中心用刀具材料

 2.1 常用刀具材料

 常用（yòng）數控刀具材（cái）料有高速鋼、硬質合金（jīn）、塗層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼、金（jīn）剛石等，其中高（gāo）速（sù）鋼、硬質合金、塗層硬質合金在數控加工中（zhōng）的應（yīng）用最廣泛（fàn）。

 2.2 刀具性能的比較

 在常用（yòng）的刀具中，高速鋼、塗層高速（sù）鋼的韌性最好（hǎo），塗層硬質合金的硬度較高，硬質合金刀具層中，陶瓷刀具、立方氮化硼、金剛石刀具（jù）的硬度更高。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（jiào）高（gāo）刃磨難度大，而成型刀具切削刃不易鋒利，容易崩刃，通常用於較硬的材料加（jiā）工）。

 2.3 刀具（jù）種類

 數控加工中心常用刀具種類較多，根據刀具用途，可分為輪（lún）廓（kuò）類加工刀具和孔類加工刀具（jù）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接式，機夾焊接式和可轉位式三種，運用（yòng）較多的是可轉位式。當刀（dāo）片切削刃磨鈍或報廢時，可直接在機床上轉位或者更換刀片，從而（ér）大大提高加工（gōng）效率和產品質量，根據（jù）不同的工件外形不同的機（jī）床性能，選擇適當直（zhí）徑大小的（de）刀具型號使用方便快捷。麵銑刀直徑一般為40～400mm。

 第二，立銑刀。立銑刀是數控機床運用（yòng）的較廣泛的（de）一種刀具，有整體式和鑲刀片（piàn）式兩種。一般直徑在Φ20mm以下用整（zhěng）體式。直徑在（zài）Φ20mm以上多用於鑲齒式（shì），還有刀尖圓弧式銑刀，多用於模具加工，適用於曲麵的大量加工，現在的硬（yìng）質合金立銑（xǐ）刀也可取代（dài）鍵槽銑刀作垂直進（jìn）給。

 第三，球頭刀。圓柱形（xíng）球頭銑刀，主要用於模具加（jiā）工，精加工使用，也有成形和鑲齒兩種。主要用於曲麵加（jiā）工，其加工表麵質量較（jiào）高，球頭刀中心切削速（sù）度為零。球（qiú）頭刀具不適用於平麵銑削。

 2.3.2 孔類加工刀具。

 第（dì）一，鑽頭。加工中心常用鑽頭有中心鑽（zuàn）、標（biāo）準麻花鑽。刀具材料有高速鋼、硬質合金和塗層硬質合金等。

 第二，鉸刀。有（yǒu）標準高（gāo）速鋼鉸刀、焊接硬質（zhì）合金（jīn）刀（一般用於定做尺寸，深孔鉸刀）、浮動鉸刀。

 第三，鏜刀。鏜刀分為粗鏜刀、精（jīng）鏜（táng）刀、浮動鏜刀等。精鏜（táng）刀（dāo）采用螺絲（sī）調節式，每格精度不同，有（yǒu）0.002mm每格直徑，也有0.01mm每格直徑方向等（děng）。

 2.3.3 一些特殊加工刀具。如T形刀具，開槽和（hé）切（qiē）斷用鋸片刀具，燕尾槽成型刀具等，使用頻率較低。

 3、加（jiā）工（gōng）中心刀具選擇原則

 應根據機床的加工能力、加工材料的性能、加工工序、切削用量以及其（qí）他因素合理地選擇（zé）刀（dāo）具。刀具選擇（zé）的總原則是：刀具選用最重（chóng）要的一點就是看性價比，在機床確定的條（tiáo）件下，首先考慮加工（gōng）工件材料（liào）的切削性能，參照加工材（cái）料（liào）的性能選用（yòng）價格最低的刀具，提高效益，降低成（chéng）本，同時也要安裝調整方便，剛性好（hǎo），耐用度和（hé）精度高。在滿足加工要（yào）求的前提（tí）下，盡量選擇（zé）較短的刀柄，以提高刀具加工剛性。

 在選取刀具時，要使刀具的直徑（jìng）與加工工件的去除量相適應，平麵周邊輪廓的銑削，用立銑刀；銑削平麵用硬質合金盤銑刀；加工（gōng）凹凸台時使用高速鋼立（lì）銑刀；加工毛坯麵（miàn）或孔粗加工時，選用鑲（xiāng）齒（chǐ）硬質合金玉米銑刀；立體型麵和變斜角輪廓外（wài）形的加工，常采用球頭（tóu）刀、環形銑刀、錐形（xíng）銑刀和盤銑刀。

 有時（shí）候（hòu）刀（dāo）具的耐用度和精度與（yǔ）刀具價格關係極大，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工（gōng）效率和加（jiā）工質量的提高，則可以使整個加工成本大大降低。

 4、切削用（yòng）量選擇

 在數控加（jiā）工中，切削用量的選用是最為關鍵（jiàn）的環節，它直接影響加工效（xiào）率和加工質量的提高。合理地選擇切削用量需要理論（lùn）和實踐相結合，在（zài）實踐中不斷摸索實驗，才能更好地總結、歸納出比較（jiào）合適的切（qiē）削用量。

 切削用量主要包括（kuò）背吃（chī）刀量和側吃刀量、進給速度和切削速度。從（cóng）刀具的耐用度考慮，切削用量的選擇方法是先選背（bèi）吃刀量（liàng），其次是進（jìn）給速度，最後確定切削速（sù）度（dù）。下麵就筆者在平時的工作中遇到的加工參數進（jìn）行分析：

 第一（yī），在機（jī）床型號為（wéi）DMC635V的機床，加工厚度為（wéi）20mm，材料為12Cr2Mo的工件上鑽（zuàn）Φ1.2mm的通孔。刀具選擇：Φ1.2mm的高速鋼鑽（zuàn）頭（tóu），注意（yì）鑽頭切削刃是否（fǒu）均勻（yún）對稱。

 背吃刀量：每（měi）鑽（zuàn）深0.5mm提（tí）刀排（pái）屑法。

 進給速（sù）度：Vf＝5mm/min。

 切削速度：n＝5000mm/min。

 實（shí）現加工工藝要求，順利完成加工任（rèn）務。

 第二，在VMC1250型（xíng）號機（jī）床上，加工材料（liào）為5CrNiMo熱鍛模具，調質硬（yìng）度為500HBW的狹（xiá）長（zhǎng）槽，深度（dù）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（dāo），刀具長度（dù）為250mm鑲（xiāng）齒硬（yìng）質合（hé）金刀。

 背吃刀量（liàng）：0.1mm

 進給速度：Vf＝1800mm。

 切削（xuē）速度：n＝3000mm/min，采用順銑的加工方法。

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

 第三，在VMC1250型號（hào）機床在685鋼板調質硬度（dù）在（zài）460HBW，厚度8mm的鋼板上鑽672個Φ10的陣列通孔，考慮加工成本核算和加工效（xiào）率。

 方案1：刀具選擇（zé）：Φ10mm優質高速鋼鑽頭，每支46元（yuán）。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速度：Vf＝10mm/min。

 切削速度：n＝180r/min。

 鑽頭（tóu）在刃（rèn）磨（mó）較好的情況下（xià），一次最多鑽20多個孔（kǒng）。方（fāng）案2：刀具選擇：Φ10mm硬質合金鑽頭，每支360元。

 背吃（chī）刀量：一次鑽通。

 進（jìn）給（gěi）速度：Vf＝30mm/min。

 切削速度：n＝600r/min。

 鑽頭一次最多鑽500左右個（gè）孔。

 方案3：刀具選（xuǎn）擇：Φ10mm硬質合金塗層鑽頭，每（měi）支630元。

 背吃刀量：一次鑽（zuàn）通。

 進給速度：Vf＝90mm/min。

 切削速度：n＝1200r/min。

 鑽頭一次最多（duō）鑽約2000個孔。這也充分地說明，使用價格高的（de）好刀具，不一定就提（tí）高加工成本，效率的提高和數量的增加，恰恰是效益的增加。

 5、結語

 隨著數控加工中心機床的發展，加工工（gōng）藝（yì）要求的不斷提高，數控加工的方法也更（gèng）加多樣化，從簡單的手工（gōng）編（biān）程到複雜的曲麵軟（ruǎn）件編程，同（tóng）時（shí）對切削刀（dāo）具的要求也更加精確、多（duō）樣。在（zài）某些加工環節，實現了加工工藝的要求就是任（rèn）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，才能保證任務（wù）的順利完成，同時也使效益最大（dà）化。