1、數(shù)控刀具和切削用量的使用專業(yè)：機(jī)械制造及自動(dòng)化班級(jí)：姓名：1 / 6關(guān)鍵詞刀具 ;加工；刀具及切削用量的確定在數(shù)控加工中的合理選用摘要：刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控加工的效率， 而且直接影響加工質(zhì)量。本文從數(shù)控加工中刀具的分類與特點(diǎn)入手，分類說明在數(shù)控自動(dòng)編程中，刀具合理選用的重要意義。關(guān)鍵詞：刀具；編程；數(shù)控加工；合理選用當(dāng)今，幾乎所有的CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程的功能，這些軟件一般在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題，如刀具選擇、 加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只需設(shè)置有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成NC 程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床加工完成。顯然，

2、 數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控技術(shù)加工的特點(diǎn)，正確選擇刀具及切削用量。一、數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn)數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控加工的高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄（刀柄要聯(lián)結(jié)刀具并安裝在機(jī)床動(dòng)刀頭上）。1. 數(shù)控刀具的分類方法根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為整體式、鑲嵌式、特殊型式（如復(fù)合式刀具、減震式刀具等）；若采用焊接或機(jī)夾式聯(lián)結(jié)，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；根據(jù)刀具的材料可分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具

3、、其他材料刀具（如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）；按切削工藝上可分為車削刀具（分外圓、 內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等） 、鉆削刀具 （包括鉆頭、絞刀、絲錐等）、鏜削刀具、銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30% 40% ，金屬切除量占總數(shù)的80% 90% 。2 / 62. 數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用刀具相比，主要有以下特點(diǎn)：（ 1 ）剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小；（2 ）互換性好，便于快速換刀；（3）壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；（4 ）刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間；（5）刀具應(yīng)

4、能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除；? ）系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。3. 數(shù)控加工刀具的選擇刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料、加工工序、 切削用量以及其他相關(guān)因素，正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。注意在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選取刀具時(shí)， 要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中， 平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀； 加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀；對(duì)一

5、些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。在進(jìn)行自由曲面( 模具 ) 加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度， 切削行距一般采用頂端密距，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此， 只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。在加工中心上， 各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑等工序的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。 編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)

6、確定刀具的經(jīng)向和軸向尺寸。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：（1 ）盡量減少刀具數(shù)量；（2 ）一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工步驟；（3 ）粗精加工的刀具應(yīng)分開使用（即使是相同尺寸規(guī)格的刀具）；（4 ）先銑后鉆；（5 ）先進(jìn)行曲面3 / 6精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；（6 ）應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。二、加工過程中切削用量的確定1. 合理選擇切削用量的原則粗加工時(shí)， 一般以提高生產(chǎn)率為主，同時(shí)也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)， 應(yīng)在

7、保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。2. 具體要考慮的因素（ 1 ）切削深度 t 。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，t 就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。 為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。（2 ）切削寬度 L。一般 L 與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中，一般L 的取值范圍為：L= （0.6 0.9 ）d 。（ 3 ）切削速度 V。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，如用立銑刀銑削合金鋼時(shí)， V 可

8、采用 8m/min 左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，V 可選用20m/min以上。（ 4 ）主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度V 來選定。計(jì)算公式為： V=nd/1000 。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速倍調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。（5 ）進(jìn)給速度 VF 。 VF 應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。VF 的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)， VF 可選擇得大些。在加工過程中，( 轉(zhuǎn)第 069頁)( 接轉(zhuǎn)第 070 頁 ) Vf也可通過機(jī)床控制面板上的倍調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)

9、備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能的限制。三編程中細(xì)節(jié)問題處理1 、注意 G04 的合理使用4 / 6G04 為暫停指令，其作用是刀具在一個(gè)指令的時(shí)間內(nèi)暫停止加工。該指令由于不做實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)， 常常被忽略。 但它在對(duì)于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運(yùn)動(dòng)等方面都有很好的好處，常用于以下幾種情況（1 ）切槽、鉆孔時(shí)為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應(yīng)設(shè)置G04 命令。（2 ）當(dāng)運(yùn)行方向改變較大時(shí)，應(yīng)在該改變運(yùn)行方向指令間設(shè)置G04 命令。（3 ）當(dāng)運(yùn)行速度變化很大時(shí)應(yīng)在其運(yùn)行指令改變時(shí)設(shè)置G04 命令。（ 4 ）利用 G04 進(jìn)行斷削處理，根據(jù)粗加工的切削要求，可對(duì)以連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分段加工安排，每相鄰加工段

10、中間用 G04 指令將其隔開。加工時(shí)，刀具每進(jìn)給一段后，即安排所設(shè)定較短的延時(shí)時(shí)間（ 0.5 秒）實(shí)施暫停，緊接著在進(jìn)給一段，直至加工結(jié)束。其分段數(shù)的多少，視斷削要求而定，當(dāng)斷削不夠理想時(shí)，要增加分段數(shù)。2 、粗精加工分開編程為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率，車削工件輪廓的最后一刀，通常由精車刀來連續(xù)加工完成，因此，粗精加工應(yīng)分開編程。并且，刀具的進(jìn)、退位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中切入切出或換刀及停頓，以免因切削力的突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。3 、編程時(shí)常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)。如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時(shí)，應(yīng)盡量向其最大實(shí)體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為? 80+00 、026則編程時(shí)寫X80.013。4 、編程時(shí)盡量符合各點(diǎn)重合的原則。也就是說，編程的原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)、對(duì)刀點(diǎn)的位置盡量重合起來，減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來的加工誤差。5 / 65 、巧利用切斷刀