數控加工中心刀具和切（qiē）削用量的（de）選擇探討（tǎo）

數控機床加工生產中，在加工工藝確定的（de）情況（kuàng）下，加工刀具和（hé）切削用量的合理（lǐ）選擇是數控加工生（shēng）產的重要（yào）環節（jiē），是保證數控（kòng）加（jiā）工生產效率和表（biǎo）麵加工質量（liàng）的重要（yào）保證。合理選擇切削用量是（shì）切削刀（dāo）具充（chōng）分發揮性能的保障，合理選擇切（qiē）削（xuē）刀（dāo）具是切削用量（liàng）最有效的（de）保證，隻有將兩者有機地結（jié）合起來，才能充（chōng）分發揮數控機床（chuáng）的加工效率和（hé）加工質量。

 刀（dāo）具是機床實現切削加工的直接執（zhí）行者（zhě），刀具的選擇和切削用量的選擇合理與否，不僅影響（xiǎng）到被加工零件的質量，甚至可以決（jué）定機床功效的（de）發（fā）揮和安全生（shēng）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（liàng），還可（kě）降低成本以獲得最佳經濟效益。

 1、加工中心用刀（dāo）具的基本特征

 為了適應數控機床加工精度（dù）、加工效率、加工工序集中及零件裝夾（jiá）次數（shù）少等要求，數控機床對所用的刀具有許多性能（néng）的要求，加工中心用刀具及刀具係統有以下特點：（1）刀（dāo）片和（hé）刀柄高度的通（tōng）用化、規（guī）則化、係統化；（2）刀片和刀具參數及切（qiē）削參數的（de）規範化、典型化；（3）刀片或刀具材料及切削參數與被加工工件（jiàn）材料相匹配；（4）刀片或刀具（jù）的使用壽命長，加工剛性好；（5）刀片（piàn）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、剛度和耐磨性，刀柄（bǐng）及刀具係統的重（chóng）量不能超（chāo）標；（7）刀柄的轉位、重裝和重複定位精（jīng）度要求高。

 2、加（jiā）工中（zhōng）心用刀具材料

 2.1 常用刀具材料

 常用數控刀具材（cái）料有高（gāo）速鋼、硬質合金、塗層硬質合金、陶（táo）瓷、立方氮化硼（péng）、金剛石等，其中高速鋼（gāng）、硬質合金、塗層硬質（zhì）合金在數（shù）控加工（gōng）中的（de）應用最廣泛。

 2.2 刀具性能的比較

 在常用（yòng）的刀具中，高速鋼、塗層高速鋼的（de）韌性最好，塗層硬質合金的硬度較高，硬質合金刀具層（céng）中，陶瓷刀具、立方氮化硼、金剛（gāng）石刀具的硬度（dù）更高。除特殊材料外（wài），一般不用這（zhè）幾（jǐ）種材料的刀具（由於其硬度較高刃磨難度大，而成型刀（dāo）具切削刃不易鋒利，容易崩刃，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種類較多（duō），根據刀具用途，可分為輪廓類加工刀具（jù）和（hé）孔類加工刀（dāo）具（jù）等。

 2.3.1 輪廓類加工（gōng）刀具。

 第一，麵銑刀。刀片和刀齒與（yǔ）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，運用較多的是可（kě）轉位式。當刀片（piàn）切削刃磨鈍或報廢時，可直接（jiē）在機床上轉位或（huò）者更換刀片，從而大大提高加工效率和產品（pǐn）質量，根據（jù）不同的工件外形不同的機床性能，選擇適當直徑大小的刀具型號使用方便快（kuài）捷。麵銑刀直徑一般（bān）為40～400mm。

 第二，立（lì）銑刀。立銑刀是數控機床運用的較廣泛的一（yī）種刀（dāo）具，有整體式和鑲刀片（piàn）式兩種。一般（bān）直徑在Φ20mm以下用整體式。直徑在Φ20mm以上多用於鑲齒式（shì），還有（yǒu）刀尖圓弧式銑刀，多用於模具加工，適用（yòng）於曲麵的大（dà）量加工，現在的硬質合金立銑刀也可取代鍵槽銑刀作垂（chuí）直進給。

 第三，球頭刀。圓柱形球頭銑刀，主要用於模具加工，精加工使用，也有（yǒu）成形和鑲齒兩種。主要用於曲麵加工，其加工表麵（miàn）質量較高，球頭刀（dāo）中心切削速度為零。球頭刀具不適用於平（píng）麵銑削。

 2.3.2 孔類加（jiā）工刀具（jù）。

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

 第二，鉸刀。有標準高速（sù）鋼（gāng）鉸刀、焊接（jiē）硬質合金刀（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（táng）刀、精鏜刀、浮（fú）動鏜刀等。精鏜刀采（cǎi）用螺絲調節式，每格精度（dù）不同，有0.002mm每格直徑，也有0.01mm每格直（zhí）徑方向等。

 2.3.3 一些特殊（shū）加（jiā）工刀具。如T形刀具，開槽和切斷用鋸片刀具，燕尾槽成型（xíng）刀具等，使（shǐ）用頻率較（jiào）低。

 3、加工中心刀具（jù）選擇原則

 應根據機床的加工能力、加工材料（liào）的性能（néng）、加工工（gōng）序、切削用量以及其他因素合（hé）理地選擇（zé）刀具。刀具選擇（zé）的總原則是：刀具選用最重要的（de）一點就是看性價比，在機床確定的條件下，首先（xiān）考（kǎo）慮加（jiā）工工件材料的切削性能，參照加工材料的性能選用價格最低的刀具，提高效益（yì），降低成本，同時也要安裝調整方便，剛性（xìng）好，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，以提高刀具加（jiā）工剛性。

 在選取刀（dāo）具時，要（yào）使刀具的直徑（jìng）與加工工件的去除量相適應，平麵周邊輪（lún）廓的銑削，用（yòng）立銑刀；銑（xǐ）削平麵用（yòng）硬質合金盤銑刀；加工凹凸台時使用高速鋼立銑刀；加工毛坯麵或孔（kǒng）粗加工時，選用鑲齒硬質合（hé）金玉米銑（xǐ）刀；立體（tǐ）型麵和（hé）變斜角（jiǎo）輪廓外形的加工，常采用球頭刀、環（huán）形銑刀（dāo）、錐形銑刀和盤銑刀。

 有時候刀具的耐用度和精度與刀具價格關係極大，必須注意的是，在有些情（qíng）況下，選擇（zé）價格較高的好刀具，但是好（hǎo）的刀具帶來（lái）加工效率和加工質量（liàng）的提高，則可以使整個加工（gōng）成本大大降低。

 4、切削用量選擇

 在數控（kòng）加工（gōng）中（zhōng），切削（xuē）用量的選用是最為關（guān）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（xuǎn）擇切削用量需要理論和實踐（jiàn）相結合，在實踐中不斷摸索實驗，才能更（gèng）好地總（zǒng）結（jié）、歸納出比較合適的切削（xuē）用量（liàng）。

 切削用量主要包括背吃刀量和側（cè）吃刀量、進給速度和切削速度。從（cóng）刀具的耐（nài）用度考慮，切削用量的選擇方法是先選背（bèi）吃刀量，其（qí）次是進給速度，最後確定切削速度。下麵就筆者在平時的工作中（zhōng）遇到的加工（gōng）參數進（jìn）行分析：

 第一，在機床型（xíng）號為DMC635V的（de）機床，加工厚度為20mm，材料為（wéi）12Cr2Mo的工件（jiàn）上鑽Φ1.2mm的通孔。刀具選擇：Φ1.2mm的高速鋼鑽頭，注意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。

 切削速度：n＝5000mm/min。

 實現加工工藝要求，順利完成加工（gōng）任（rèn）務。

 第二，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（biān）0.1～0.15mm。刀具選擇：Φ20mmR5的牛鼻刀，刀具長度為250mm鑲齒硬質合金刀。

 背吃刀量：0.1mm

 進給速度：Vf＝1800mm。

 切削速度：n＝3000mm/min，采（cǎi）用順銑的加工方法（fǎ）。

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

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

 方案1：刀具選擇：Φ10mm優質高速（sù）鋼鑽頭，每支46元。

 背吃刀量：一（yī）次鑽通。

 進給速度（dù）：Vf＝10mm/min。

 切削速（sù）度：n＝180r/min。

 鑽頭在刃磨（mó）較好的情況下，一次（cì）最多鑽20多個孔。方案2：刀具（jù）選擇：Φ10mm硬質（zhì）合金鑽頭，每支360元。

 背吃刀量：一次（cì）鑽通。

 進（jìn）給速度：Vf＝30mm/min。

 切削速度：n＝600r/min。

 鑽頭一次最多鑽500左右個孔。

 方案3：刀具選擇：Φ10mm硬質合金塗層鑽（zuàn）頭（tóu），每支（zhī）630元。

 背吃（chī）刀量：一次鑽通。

 進（jìn）給速度：Vf＝90mm/min。

 切（qiē）削速度：n＝1200r/min。

 鑽頭一次最多鑽約2000個孔。這也充分地說明，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（jiā）工中心機床的發展，加工工藝要求的不斷（duàn）提高，數控（kòng）加工的方法也更（gèng）加多樣（yàng）化（huà），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（yě）更加精確、多樣。在某些加工環節，實現了加工（gōng）工藝的要（yào）求就是任務完成，而（ér）有些加工（gōng）生產任務，是講質量（liàng）、講效益、講效率的。隻有（yǒu）合理（lǐ）地選擇切削（xuē）刀具和切削用量，才能（néng）保證任務（wù）的順利完成，同時也使（shǐ）效益最大化（huà）。