​數控加工中心刀具（jù）和切削用量的選擇探（tàn）討

數控機床加工生產中（zhōng），在加工工藝確定的情況下，加工刀具和切削用量的合理選擇是數控加工生產的重（chóng）要環節，是保證數控加工生產效率和表麵加工質（zhì）量的重要保證。合理選擇切削用量是切削刀具充分（fèn）發揮性（xìng）能的保障，合理選（xuǎn）擇切削刀具是切削（xuē）用量最有效的保證，隻有將兩者有機地結合起（qǐ）來，才能（néng）充分發揮數控（kòng）機床的加工效率和加工質量。

 刀具是機床實現切削加工的直接執行者，刀具的選擇和切削用量的選擇合理與否，不僅影響到被加工（gōng）零件的質量，甚至可以決定機床功效的發揮和安全生（shēng）產的順利（lì）進行。所以，在編加工程（chéng）序時，要選擇合理的刀（dāo）具和切削用量，不（bú）但可以有效提（tí）高切削效率和加工質量，還可（kě）降低成本以獲得最佳經濟效益。

 1、加工中心用刀具（jù）的基本特征

 為了適應數控機床（chuáng）加工精度、加工效率、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性能的要求，加工中心用刀具及刀具係統有（yǒu）以下特點（diǎn）：（1）刀片（piàn）和刀柄（bǐng）高（gāo）度的通用化（huà）、規則化（huà）、係統化；（2）刀（dāo）片和刀具（jù）參數（shù）及（jí）切削參數（shù）的規範化、典型化；（3）刀片或刀具材料及切削參數與被加工（gōng）工件材料（liào）相匹（pǐ）配；（4）刀（dāo）片或（huò）刀（dāo）具的使用（yòng）壽命長，加工剛性好；（5）刀片及刀柄的定位精度高（gāo），刀柄對機床主軸的相（xiàng）對位置要求較高；（6）刀（dāo）柄須有較（jiào）高（gāo）的強度、剛度（dù）和耐磨性，刀柄及刀具係統的（de）重量不能超標；（7）刀柄的轉位、重裝和（hé）重複定位精度要（yào）求高。

 2、加工中（zhōng）心用刀具材料

 2.1 常（cháng）用（yòng）刀具（jù）材料

 常用數控（kòng）刀具（jù）材料有（yǒu）高速鋼、硬質合金、塗層硬質合金（jīn）、陶瓷、立方氮化硼（péng）、金剛石（shí）等，其中高速鋼、硬質合金（jīn）、塗層硬質合金在數控加工中的應用最廣泛。

 2.2 刀具性能的比較

 在常用的刀具中，高速鋼、塗層高速鋼的韌性最好，塗層硬質合金的硬度較高，硬質（zhì）合金（jīn）刀具層中，陶瓷刀具、立方氮化硼、金剛石刀具的硬度更高。除（chú）特殊材料外（wài），一般不用（yòng）這（zhè）幾種材料的刀具（由於其硬度較高刃磨難度大，而成型刀具切削刃不易鋒利，容易崩刃，通常用（yòng）於較硬的材料加工）。

 2.3 刀具種類（lèi）

 數控（kòng）加工（gōng）中心常用（yòng）刀具種類較多，根據刀具用途，可分為輪廓類（lèi）加工刀具（jù）和孔類加工（gōng）刀具等。

 2.3.1 輪廓（kuò）類加工刀具。

 第一，麵（miàn）銑刀。刀片和（hé）刀齒與刀體的安（ān）裝方式有（yǒu）整體焊接式，機夾焊接（jiē）式和可轉位式三種，運用較多的（de）是可轉位式。當刀片切（qiē）削刃磨鈍或報廢時，可直接在機床上轉位或者更換刀片，從而大大（dà）提高加工效率和產品（pǐn）質量，根據不同的工件外形不同的機床性能，選擇（zé）適當直徑大小的刀具型號使用方便（biàn）快捷。麵銑刀直徑（jìng）一般為40～400mm。

 第二（èr），立銑刀。立銑刀是（shì）數控機床運用的較廣泛的一種刀具，有整體式和鑲刀片式兩種。一般直徑在Φ20mm以下用整體式。直徑在Φ20mm以上（shàng）多（duō）用於鑲齒式（shì），還有刀（dāo）尖（jiān）圓弧式（shì）銑刀（dāo），多用（yòng）於模具加工，適用於曲麵的大量加工，現在的硬質合金立銑（xǐ）刀也可取代鍵（jiàn）槽銑刀作垂直進給。

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

 2.3.2 孔類加工刀具。

 第一，鑽頭（tóu）。加工（gōng）中心（xīn）常用鑽頭有中心鑽、標準（zhǔn）麻花鑽。刀具材料有高（gāo）速鋼、硬質合金和塗層硬質合（hé）金等。

 第二，鉸刀。有標準高速（sù）鋼鉸刀（dāo）、焊接硬質（zhì）合金刀（一（yī）般用（yòng）於定（dìng）做尺寸，深孔鉸刀）、浮動鉸刀。

 第三，鏜刀。鏜刀分（fèn）為（wéi）粗鏜刀、精（jīng）鏜刀、浮動鏜刀等。精鏜刀采（cǎi）用螺絲調節式（shì），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 一些特殊加工刀（dāo）具。如T形刀具，開槽和切斷用鋸片刀具，燕尾槽成型刀具（jù）等，使用頻率較低（dī）。

 3、加工中心刀具選（xuǎn）擇原則

 應根據機床的（de）加工（gōng）能力、加工材料的（de）性能、加工工序、切削用量以及其他因（yīn）素合（hé）理地選擇刀具。刀具（jù）選擇的（de）總原則是：刀具選用最重要的一點就是看性價（jià）比，在機床（chuáng）確定的條（tiáo）件下，首先考慮加工工件材料的切削性能（néng），參照（zhào）加工材料的性能選用價格最低的刀具，提高效益，降低（dī）成本，同（tóng）時也要（yào）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（qiú）的前提下，盡量選擇較短的（de）刀柄，以提高刀具加（jiā）工剛性。

 在選取刀（dāo）具時，要使刀具的直徑與加工工件的去除量（liàng）相適應，平麵周邊輪廓的（de）銑削（xuē），用立銑刀；銑削平麵用硬質合金盤銑刀；加工凹（āo）凸台時使用高速（sù）鋼立銑刀；加工毛坯麵（miàn）或孔粗加工時，選用鑲齒硬質合金玉（yù）米銑刀；立體型麵和變斜角（jiǎo）輪廓外形的加工，常采用球頭刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤銑（xǐ）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（yǒu）些情況下，選擇價格（gé）較（jiào）高的好刀具，但（dàn）是好的刀具帶來加工效率和加工質量的提高，則可以使整個加工成本（běn）大大降（jiàng）低。

 4、切削用（yòng）量選擇

 在數控加工中，切削用量的選用是最為（wéi）關鍵的（de）環節，它直接影響加工效率和加工質量的提高。合理地選擇切削用量需要理論和實踐相結合（hé），在實踐中不斷摸索（suǒ）實驗（yàn），才能更好地總結、歸（guī）納出比較合適的切削用量。

 切削用量（liàng）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（jù）的耐用（yòng）度考慮，切削用量的選（xuǎn）擇方（fāng）法是先選背吃刀（dāo）量，其次是進給（gěi）速度，最後確定切削速度。下麵就筆者在平（píng）時的工（gōng）作中遇到的加工參（cān）數（shù）進行分析：

 第一，在機床型號為DMC635V的機（jī）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：Φ1.2mm的高速鋼（gāng）鑽頭，注意鑽頭切削刃是否均勻對稱。

 背吃刀量：每鑽深（shēn）0.5mm提刀排屑法。

 進給速（sù）度：Vf＝5mm/min。

 切削速度：n＝5000mm/min。

 實現加工工藝要求，順利完成加工任務。

 第二，在VMC1250型號機床上（shàng），加（jiā）工材料為5CrNiMo熱鍛模具，調質硬（yìng）度為500HBW的狹長槽，深度（dù）為170mm的工件（jiàn）精加工，加工餘量為單邊0.1～0.15mm。刀具選擇：Φ20mmR5的牛鼻刀，刀具長度（dù）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（dù）：n＝3000mm/min，采用順銑的加工方法。

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

 第三，在VMC1250型號機床在（zài）685鋼板調質硬度在460HBW，厚度8mm的鋼（gāng）板上鑽672個Φ10的陣列通孔，考（kǎo）慮加工成本核算和加（jiā）工效率。

 方案1：刀具選擇：Φ10mm優質高速鋼鑽頭，每支（zhī）46元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速（sù）度：Vf＝10mm/min。

 切削速度：n＝180r/min。

 鑽頭在（zài）刃磨較好的情況下，一次最多鑽20多個孔。方案2：刀具選擇：Φ10mm硬質合金鑽頭，每支360元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速度：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硬質合金塗層鑽頭，每支630元。

 背吃刀量：一次（cì）鑽通。

 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（gè）孔。這也充（chōng）分地說明，使用價格高的好刀（dāo）具，不一定就提高加工成本，效率的提高和數量的增加，恰恰是效益的增（zēng）加。

 5、結語

 隨（suí）著數控加工中心（xīn）機床的發展（zhǎn），加工工藝要求的（de）不斷提高，數控加工的方法也更加多樣（yàng）化，從簡單的手工編程到複雜（zá）的曲麵軟件（jiàn）編程，同時對切削刀具（jù）的要求也更加精確、多樣。在某些加工環節，實現了加（jiā）工工藝的要求就是（shì）任（rèn）務完成，而（ér）有些加工生產任務，是講質量、講效益、講效率的。隻有（yǒu）合理地選擇切削刀具和切削用（yòng）量，才能保證任（rèn）務（wù）的順利完（wán）成，同時也使效益最大化。