​數控加（jiā）工中（zhōng）心刀（dāo）具和切削用量的選擇（zé）探討（tǎo）

數控（kòng）機床加工生產中，在加工工藝確定的情況下，加工刀具和切（qiē）削用量的（de）合理選擇是數控加工生產的重要環節，是保證數控加（jiā）工生產效率和表麵（miàn）加工質（zhì）量的重要保證。合理選擇切削用（yòng）量是（shì）切削刀具充分發揮性（xìng）能的保（bǎo）障，合理選擇切削刀具是切削用量最有效的保（bǎo）證，隻有將兩（liǎng）者有機地結合（hé）起來，才能充分發揮數控機（jī）床的加（jiā）工效率和加工質量。

 刀具是（shì）機床實現切削加工的直接執行者，刀具的選（xuǎn）擇和切削用量的選擇（zé）合理與否，不僅影響到被加工零件的質量，甚至可（kě）以決定機床功效的發揮和（hé）安全生產的順利進行。所以（yǐ），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（xiào）率和加（jiā）工質量，還可降低（dī）成本以獲得最佳經濟效益。

 1、加工中心用刀具的基本特征

 為了適應（yīng）數控機床加工精（jīng）度、加工效率（lǜ）、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（yǒu）許多性能的要求，加工中（zhōng）心用刀具及刀具係統有以下特（tè）點：（1）刀（dāo）片和刀（dāo）柄高度的通用化、規則化、係統化；（2）刀片和刀具參數及切（qiē）削參數的規範化、典型化；（3）刀片（piàn）或刀具材料及切削（xuē）參（cān）數與被加工工件材料相匹配；（4）刀片或刀（dāo）具的使用壽命長，加工（gōng）剛性好；（5）刀片及刀柄的定位精度高，刀柄對機床主軸（zhóu）的相對位置要求較（jiào）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（de）重（chóng）量不能超標；（7）刀柄的轉位、重裝和（hé）重複定位精度要求高。

 2、加工中心用刀具材料

 2.1 常用刀具材料

 常用數控刀具材料有高速鋼、硬質合金、塗層硬（yìng）質合金、陶瓷、立方氮化硼（péng）、金剛石等（děng），其中高速鋼、硬質合金、塗層硬質合金在數控（kòng）加工中的應用最廣泛（fàn）。

 2.2 刀具性能的比較

 在（zài）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，硬質合金刀具層中，陶瓷刀（dāo）具、立方氮化硼、金剛石刀具的硬度更高。除特（tè）殊材料外，一般不用這（zhè）幾種材料的刀具（由於其硬度較高刃磨難度大，而成型刀（dāo）具切削刃不易（yì）鋒利，容易崩刃，通常（cháng）用於較硬的材料加工）。

 2.3 刀具（jù）種類

 數控加工（gōng）中心常用刀具種類較多，根據（jù）刀具（jù）用途，可分為輪廓類加工刀具和孔類加工（gōng）刀具等。

 2.3.1 輪廓類加工刀具。

 第一，麵銑刀。刀片和刀齒（chǐ）與刀體的安裝方式有整體焊接式，機（jī）夾焊接式和可轉位式（shì）三種，運用較多的是可轉位式。當刀片切削刃磨鈍或報廢時，可直接（jiē）在機床上轉位或者更換刀片，從而大大提（tí）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（xìng）能，選擇適當直徑（jìng）大小的刀具（jù）型號使用方便快捷。麵銑刀直徑一般為40～400mm。

 第二，立銑刀。立銑刀是數控（kòng）機床運用的較廣泛（fàn）的一種刀具，有整體式和鑲刀片式兩種。一般直徑在（zài）Φ20mm以下用（yòng）整體式。直（zhí）徑在Φ20mm以上多用於（yú）鑲齒式，還有刀尖（jiān）圓弧式銑（xǐ）刀，多用於（yú）模（mó）具加工，適用（yòng）於曲（qǔ）麵的大量加工，現在的硬質合金立銑刀也（yě）可取代（dài）鍵槽銑刀作垂直進給。

 第三，球（qiú）頭刀。圓柱形球頭銑刀，主要用於模具加工，精加工使用，也有成形和鑲齒兩（liǎng）種。主要用於曲麵加工，其加工表麵質量較高，球頭刀中心切削速度為零。球頭刀（dāo）具不適用於平麵銑削。

 2.3.2 孔類加工刀具。

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

 第二，鉸刀。有標準高速鋼鉸刀、焊接硬質合金刀（一般用於定做尺寸，深孔鉸刀）、浮動鉸（jiǎo）刀。

 第三，鏜刀。鏜刀分（fèn）為（wéi）粗鏜刀、精鏜刀、浮動鏜刀等。精鏜刀采用（yòng）螺（luó）絲調節式，每格精度不（bú）同，有0.002mm每格直徑（jìng），也有0.01mm每格直徑（jìng）方向等。

 2.3.3 一些特殊加（jiā）工（gōng）刀具。如T形刀具，開槽和（hé）切斷用鋸片（piàn）刀具，燕尾槽（cáo）成型刀具等（děng），使用頻（pín）率較低。

 3、加工中心刀具選擇原則

 應根據機床（chuáng）的加工能（néng）力、加工材料的性能、加工工序、切削用量以（yǐ）及其他因素合理地（dì）選擇刀具。刀具選擇的總原則是：刀具選用最重要的一點就是看性價比，在機床確定的條件下，首先（xiān）考慮加工工件材料的切削性能，參（cān）照加工材（cái）料的性能（néng）選用價格（gé）最低的（de）刀具，提高效益，降低成本，同（tóng）時也要安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度（dù）高（gāo）。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的（de）刀柄，以提高刀（dāo）具加工剛性。

 在選（xuǎn）取刀具時，要使（shǐ）刀具的直（zhí）徑與加（jiā）工工件的去除量相（xiàng）適應，平麵周邊輪廓的銑削，用（yòng）立銑刀；銑削平麵用硬質合金盤銑刀；加工凹凸（tū）台時使用高速鋼立銑刀；加工毛坯麵或孔粗（cū）加工時，選用鑲齒硬質合金玉米銑刀；立體型麵和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭刀、環形銑刀、錐（zhuī）形銑刀和盤銑刀。

 有時候刀具的耐用度（dù）和精度與（yǔ）刀具價格關係極大，必須注（zhù）意（yì）的是，在有些情況下，選擇價格較高（gāo）的（de）好刀具，但是好的（de）刀具帶來加工效率和加工（gōng）質量的提（tí）高，則可以使整個加（jiā）工（gōng）成本大大降低（dī）。

 4、切削用（yòng）量選擇

 在數（shù）控加工中，切削用量的（de）選（xuǎn）用是最為（wéi）關鍵的環節，它直接影（yǐng）響加工效率和加工質（zhì）量的提（tí）高。合理地選（xuǎn）擇切削（xuē）用量需（xū）要理論和實踐（jiàn）相結合，在實踐中（zhōng）不（bú）斷摸索實驗，才能更（gèng）好地總結、歸納出比較合適的切削用量。

 切削用量主（zhǔ）要包括背（bèi）吃刀量和側吃刀量、進給速度和切削速度。從刀具的耐用（yòng）度考慮，切削用量的選擇方法是先選（xuǎn）背吃刀量，其次是進給速度，最後確定切削速度。下麵就筆者在平（píng）時（shí）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（xuǎn）擇：Φ1.2mm的高速鋼鑽頭，注（zhù）意（yì）鑽（zuàn）頭切削刃是否（fǒu）均勻對稱。

 背吃刀量：每鑽深0.5mm提刀排屑法（fǎ）。

 進給速度：Vf＝5mm/min。

 切削速（sù）度：n＝5000mm/min。

 實現加工（gōng）工藝要求（qiú），順利完成加工任務。

 第二，在VMC1250型號機床（chuáng）上，加工材料為5CrNiMo熱鍛模具，調質硬度為500HBW的狹長（zhǎng）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（dù）：n＝3000mm/min，采用順銑的加工方法。

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

 第三，在（zài）VMC1250型號機床在685鋼板調質（zhì）硬度在460HBW，厚度8mm的鋼板上鑽672個Φ10的陣列通孔，考慮加工成（chéng）本核算和加工（gōng）效（xiào）率。

 方案1：刀具選擇：Φ10mm優質高速鋼鑽（zuàn）頭，每支46元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進（jìn）給速度：Vf＝10mm/min。

 切削速度：n＝180r/min。

 鑽頭在刃（rèn）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（dù）：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（jù）選擇：Φ10mm硬質合金塗層鑽頭，每支630元。

 背（bèi）吃刀量：一次鑽通。

 進給速（sù）度：Vf＝90mm/min。

 切削速度：n＝1200r/min。

 鑽頭一次最多鑽約（yuē）2000個孔。這也充分（fèn）地說明，使用價格高的好刀具，不一定就提（tí）高加工成本，效率的提高和數量的（de）增加（jiā），恰恰是效益的增加。

 5、結語

 隨著數（shù）控加工中心機床的發展，加工工藝要求的不斷提高，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的曲麵軟件編（biān）程，同時對切削刀具的要求也更加精確（què）、多樣。在某些（xiē）加工環節，實（shí）現了加工工藝的（de）要求就是任務（wù）完成，而有些（xiē）加工生（shēng）產任務，是講質量、講效益、講效率的。隻有合理地選擇切削刀具和切削用量，才（cái）能保證任務的順利完（wán）成，同時也使效益最大化。