數控加工中心刀具和切削用量（liàng）的選擇探（tàn）討

數控機床加工生產中，在（zài）加工工藝確定的情況下，加工刀具和切削用量的合理（lǐ）選擇是數控加工生產（chǎn）的重要環節，是保（bǎo）證數控加工生產效率和表（biǎo）麵加工質量的重要保證。合理選擇切削用量（liàng）是（shì）切削刀具（jù）充分發揮性（xìng）能的保障，合理選擇切削刀具是切削（xuē）用量最有（yǒu）效的保證，隻有將（jiāng）兩者有機地結合起來，才（cái）能充分發揮數控機床的加工效率和加工質量。

 刀具是機床實現切（qiē）削加工的（de）直接執行（háng）者，刀具的選擇和切（qiē）削用量的選擇合理與否，不僅影響到被加工零件的質量，甚至可以決定機床功效的發（fā）揮和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（gōng）質量，還可降低成本以獲（huò）得最佳經（jīng）濟效益。

 1、加工中心用刀具的基本特（tè）征

 為了適（shì）應數控機床加工精度（dù）、加工效率、加工工（gōng）序（xù）集中及零件裝夾次數少等要求，數控機床對所用的（de）刀具有許多性能的要求，加工中心用（yòng）刀具（jù）及刀具係統有以下特點：（1）刀片和（hé）刀柄高度的通用（yòng）化、規（guī）則化、係統化；（2）刀片和（hé）刀具參數及（jí）切削參數的規範化、典型化；（3）刀片（piàn）或刀具材料及切削參（cān）數（shù）與被加工工件材料相匹配；（4）刀片或刀具的（de）使用壽命長，加工剛性好；（5）刀片及刀柄（bǐng）的定位精度高，刀柄對機（jī）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，刀柄及刀具係統的重量不能超標；（7）刀柄的轉位（wèi）、重裝和重複定位精度要求高。

 2、加工中心（xīn）用刀具材料

 2.1 常用刀（dāo）具材料

 常用數（shù）控刀具材料有高速鋼、硬質合（hé）金、塗（tú）層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等，其中高速鋼、硬質合（hé）金、塗層硬質（zhì）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（de）刀具中，高（gāo）速鋼、塗層高速鋼的韌性最好，塗層硬質合金的硬度較高，硬質合金刀具（jù）層中，陶瓷刀具、立方氮化硼、金剛石刀具的硬度更（gèng）高。除特殊材料外，一般不用這幾（jǐ）種材料的刀具（由於其硬度較高刃磨難度大，而（ér）成型（xíng）刀（dāo）具切削刃不易鋒利，容易崩（bēng）刃，通常用於較（jiào）硬的材料加（jiā）工）。

 2.3 刀具種（zhǒng）類

 數控加工中（zhōng）心常用（yòng）刀具（jù）種類較多，根據刀具用途，可分為輪廓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，麵銑刀。刀片和刀齒與刀體的安（ān）裝方式有整體焊接式（shì），機夾焊接式和可轉位（wèi）式（shì）三種（zhǒng），運用較多的是可轉位式。當刀片切削刃磨鈍或報廢時，可直（zhí）接在機床上轉位或者更（gèng）換刀片，從而大大提高加工效率（lǜ）和（hé）產品質（zhì）量，根據不同的工件外形不同的機床（chuáng）性能，選擇適當直徑大小的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（dāo）是數控機床運用（yòng）的較廣泛的一種刀具（jù），有整體式和鑲刀片式（shì）兩（liǎng）種。一般直徑在Φ20mm以下用整體式。直徑在Φ20mm以上多用於鑲齒式，還有刀尖圓弧式銑刀，多用於模具加工（gōng），適用於曲麵的（de）大量加工，現在的（de）硬質（zhì）合金（jīn）立銑刀也可取代鍵槽銑刀作垂直進給。

 第三（sān），球（qiú）頭刀。圓柱形球頭銑刀，主要用於模具加工，精加工使（shǐ）用，也有成形和鑲齒兩種。主要（yào）用於曲麵加工，其加工表麵質量較高，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 孔類加工刀具。

 第一，鑽頭。加（jiā）工中（zhōng）心常用鑽頭有中心鑽、標準（zhǔn）麻花（huā）鑽。刀具材料有高速鋼、硬質合金和塗層硬質（zhì）合金等。

 第二，鉸刀。有標準高速鋼鉸刀、焊接硬質合金刀（一（yī）般用於定（dìng）做尺（chǐ）寸，深孔鉸刀）、浮動鉸刀。

 第三，鏜刀（dāo）。鏜刀分為粗鏜刀、精鏜刀、浮動鏜刀等。精鏜刀采用螺絲調（diào）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。

 2.3.3 一（yī）些特殊加工刀具。如T形刀具（jù），開槽和切斷用鋸片刀具，燕尾槽成型（xíng）刀具等，使用頻率較低。

 3、加工中心刀具（jù）選擇原則

 應根據機床的加工能（néng）力、加工材料的性能、加工工序、切削用量以及其他因素合理地選擇刀具。刀具選擇的總原（yuán）則是（shì）：刀（dāo）具選用最重（chóng）要的（de）一點就是看性價比，在（zài）機床確定的條件下，首先考慮加工工件材料（liào）的切（qiē）削性能，參照加工（gōng）材料的性（xìng）能選用價格（gé）最低的刀具，提高效益，降低成本，同時也要安（ān）裝調整方便，剛（gāng）性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前（qián）提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工剛性。

 在（zài）選取刀具時，要使刀具的直徑與加工工件的去除量相適應，平麵周邊輪廓的（de）銑削，用立銑刀；銑削平麵用硬質合金盤銑刀；加工凹凸台時使用高（gāo）速鋼立銑刀；加工毛坯麵或孔（kǒng）粗加（jiā）工（gōng）時，選用鑲齒硬（yìng）質合金玉米銑刀；立體型麵和變（biàn）斜角輪廓外形的（de）加（jiā）工，常采用球頭刀、環形銑刀（dāo）、錐形銑刀和盤銑刀。

 有時候刀具的耐（nài）用度和精度（dù）與刀具價格關係極大，必須注意的是，在有些情況下（xià），選擇價格較高的好刀具，但是好的刀具帶來加工效率和加工質量的提高，則（zé）可（kě）以使整個（gè）加工成本大大降（jiàng）低。

 4、切削用量選擇（zé）

 在數控（kòng）加工中，切削用量的選用是（shì）最為關鍵的環（huán）節，它直接影響加工效率和（hé）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（xiàng）結合，在實踐中不斷摸索實驗，才能更好地總結、歸納出比較合適的切削（xuē）用量。

 切削用（yòng）量主要包括背吃刀量和側吃刀量、進給速度和切（qiē）削速度。從刀具的耐用度考慮（lǜ），切削用量的選擇方法（fǎ）是先選背吃刀量，其次是進給速（sù）度，最後確定切削速度。下麵就（jiù）筆者在平時的工作中遇到的加工參數進行分析：

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

 背吃刀量：每鑽深0.5mm提刀（dāo）排屑法。

 進給速度：Vf＝5mm/min。

 切削速度：n＝5000mm/min。

 實現加工（gōng）工藝要求，順利完成（chéng）加工任務。

 第二，在（zài）VMC1250型號機床上，加工（gōng）材料為（wéi）5CrNiMo熱鍛模具，調質硬度為500HBW的狹長槽，深度為170mm的工件精（jīng）加工，加工餘量為單邊0.1～0.15mm。刀具選擇：Φ20mmR5的（de）牛鼻刀，刀具長度為250mm鑲齒硬質合金刀（dāo）。

 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。

 程序開頭加G64連續加工指令，順利完成加工生（shēng）產任務，並保證較好的加工光潔度，得到用戶（hù）的肯（kěn）定。

 第三，在VMC1250型（xíng）號機床在685鋼板調質（zhì）硬度（dù）在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率。

 方案1：刀具選擇：Φ10mm優（yōu）質高速（sù）鋼鑽頭，每支46元。

 背吃刀量：一（yī）次鑽通（tōng）。

 進給（gěi）速度：Vf＝10mm/min。

 切削（xuē）速度：n＝180r/min。

 鑽頭在刃磨較好的情（qíng）況下，一次最多鑽20多個孔（kǒng）。方案2：刀具（jù）選擇：Φ10mm硬質合金（jīn）鑽頭，每支360元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給（gěi）速度（dù）：Vf＝30mm/min。

 切削速度：n＝600r/min。

 鑽（zuàn）頭一次最（zuì）多鑽500左右個孔。

 方案3：刀具選擇：Φ10mm硬質合金塗層鑽頭，每支630元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速度：Vf＝90mm/min。

 切（qiē）削速度：n＝1200r/min。

 鑽頭一（yī）次最多鑽約2000個孔。這也充分（fèn）地說明，使（shǐ）用價格高（gāo）的好刀具，不一定就提高加工成本（běn），效率的提（tí）高和數量的增加，恰恰是效益的增（zēng）加。

 5、結語

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