【摘要】在切削加工中不僅要確定刀具的幾何參數(shù)，還需選擇切削用量的參數(shù)。本文從加工零件的形狀入手簡單的討論了數(shù)控加工中刀具的選擇，從零件的加工質(zhì)量和刀具的耐用度入手簡單的討論了切削用量的選擇。在切削深度Ap和進(jìn)給量Fc初步選定后，合理的選擇切削速度對切削效率和加工成本也有很大的影響。

　　【關(guān)鍵詞】數(shù)控加工;刀具選擇;切削用量等

　　無論在普通車床加工還是在數(shù)控加工中，刀具選擇和切削用量的確定不僅影響加工效率，而且直接影響零件加工精度和表面粗糙度。現(xiàn)在我們使用的許多機(jī)械設(shè)計(jì)與制造軟件都提供自動編程功能，只要選擇好所用的刀具、切削用量等有關(guān)的加工參數(shù)，就可以自動生成程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成其加工。這與普通車床的加工形成鮮明的對比，也是最大的不同點(diǎn)。因此，本文在數(shù)控編程中必須面對的刀具如何選擇和切削如何用量確定問題進(jìn)行了論述。

　　一、數(shù)控加工常用刀具材料的類型及性能

　　數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)、高效率的特點(diǎn)，還需有較好的工藝性、經(jīng)濟(jì)性。工具鋼還應(yīng)具有比較好的熱處理工藝性。在選擇刀具材料時，很難找到各方面都很好的，因?yàn)椴牧嫌捕扰c韌性之間、綜合性能和刀具價(jià)格之間都是相互制約的。

　　㈠、數(shù)控刀具的分類有多種方法具體如下。

　　1、根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為：整體式、鑲嵌式。

　　2、根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具、陶瓷刀具等。

　　3、從切削工藝上可分為：車削刀具、鉆削刀具、銑削刀具等。

　　㈡刀具材料還應(yīng)具備如下的性能：

　　⑴高硬度 刀具材料的硬度應(yīng)大于工件材料的硬度，常溫硬度應(yīng)在HRC68以上;

　　⑵足夠的韌性 承受較大切削力、沖擊力;

　　⑶高耐磨性 刀具材料硬度越高，耐磨性越好;

　　⑷高耐熱性 刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌度的能力;

　　⑸良好的工藝性與經(jīng)濟(jì)性

　　二、數(shù)控加工中刀具的選擇

　　實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)考慮清楚硬質(zhì)合金適合車削的材料、高速鋼車刀適合車削什么樣的材料。在加工中心上銑削平面時，應(yīng)選擇多大直徑的面銑刀，以提高效率;平面輪廓的加工，應(yīng)采用立銑刀;毛坯表面加工或粗加工時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的銑刀;對一些立體的、復(fù)雜外形輪廓的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀等。

　　在進(jìn)行曲面及不規(guī)則輪廓加工時，應(yīng)選用球頭刀具，并且要求球頭刀具半徑應(yīng)小于曲面的最小曲率半徑，以免影響加工表面。因此，只要在保證加工精度的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)合理選擇車刀或銑刀。

　　在數(shù)控加工中，由于刀具都是人工手動進(jìn)行調(diào)換，占用加工時間中的輔助時間較長，所以要合理安排刀具順序。一般應(yīng)該遵循以下原則：

　　⑴盡量減少刀具數(shù)量，以減少換刀時間;

　　⑵安裝一把刀具后應(yīng)完成其所有能進(jìn)行加工的地方;

　　⑶粗精加工分開;

　　⑷先面后孔;

　　⑸先進(jìn)行曲面粗加工，后進(jìn)行精加工等。

　　三、數(shù)加工中切削用量的確定

　　合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主;半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)型和加工成本。

　　(一)刀具材料切削用量的選擇

　　硬質(zhì)合金

　　根據(jù)切削速度的公式V= dn/318來計(jì)算 加工轉(zhuǎn)速一般取600-1500轉(zhuǎn)每分鐘，進(jìn)給率一般取0.25 -0.1轉(zhuǎn)每分鐘。

　　涂層刀片

　　根據(jù)切削速度的公式V= dn /318來計(jì)算

　　粗加工轉(zhuǎn)速一般取850轉(zhuǎn)每分鐘，進(jìn)給率一般取0.25轉(zhuǎn)每分鐘

　　(二)被吃刀量 切削速度 進(jìn)給量

　　⑴背吃刀量Ap 在機(jī)床、工件和刀具的剛度允許的情況下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于加工余量，可以減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，應(yīng)留少量精加工余量，一般留0.15—0.45mm左右。

　　⑵切削速度Vc 隨著Vc的增大，刀具耐用度下降，所以Vc的選擇主要取決于刀具的耐用度。

　　⑶進(jìn)給量F 如果能夠保證工件加工質(zhì)量的前提下，可以盡量選擇較高的進(jìn)給速度;如果是切槽、車深孔時，應(yīng)該選擇較低的進(jìn)給速度。另外，不同刀尖圓弧半徑的最大進(jìn)給量。

　　⑷主軸轉(zhuǎn)速n(r/min) 主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度Vc來確定選定。切削速度確定后，用公式n=1000Vc/лd來計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速。

　　例如加工材料為45#鋼，M30，導(dǎo)程為1.5的螺紋：

　　加工螺紋就應(yīng)該選擇螺紋車刀，因?yàn)榱慵�毛坯�?5#鋼，使用硬質(zhì)合金車刀就可以了。轉(zhuǎn)速800r/min左右，螺紋為1.5的螺距深度為0.975，可以分5刀車削。具體編程如下：

　　%1234 (程序名)

　　N1 M3 S800T0303 (主軸正轉(zhuǎn)，800r/min, 3號刀)

　　N2 G00 X30XZ2 (定位)

　　N3 G92 X29.5 Z-26 F1.5 (切削螺紋的終點(diǎn)坐標(biāo))

　　N4 X29

　　N5 X28.5

　　N6 X28.05

　　N7 G00 X100 (退刀)

　　N8 Z100

　　N9 M30 (程序結(jié)束)

　　在數(shù)控加工過程中，F(xiàn)也可以通過進(jìn)給倍率修調(diào)進(jìn)行手動調(diào)整。 在切削深度和進(jìn)給量選定后，合理的選擇切削速度對切削效率和加工成本有很大的影響。

　　當(dāng)進(jìn)給量一定時，切削速度適中時，對應(yīng)成本最低，該速度即為對應(yīng)于刀具經(jīng)濟(jì)使用壽命的最佳切削速度;增大進(jìn)給量，工序成本隨之降低，且與刀具經(jīng)濟(jì)使用壽命對應(yīng)的最佳切削速度隨進(jìn)給量的增大而降低。

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　　結(jié)束語

　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機(jī)互交狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 陸劍中《金屬切削原理與刀具》，機(jī)械工業(yè)出版社，2008

　　[2] 湯習(xí)成《機(jī)械制造工藝學(xué)》中國勞動社會保障出版社，2004

　　作者：王柱