數控加工中心刀具和切（qiē）削用量的選擇探討（tǎo）

數控機（jī）床加（jiā）工生產中，在加工（gōng）工藝（yì）確定的情況下，加工刀具和切削用量的合理選擇是數控（kòng）加工生產的重要環節，是保證數控加工生產效率和（hé）表麵加工質量的重要保證。合理選（xuǎn）擇切削用量是切削刀具充分發揮性能的（de）保障（zhàng），合理選擇切削刀具是切削（xuē）用（yòng）量最有效的保（bǎo）證，隻有將兩者有機地結（jié）合起來，才能充分發（fā）揮數控機床的加工效率和加工質量。

 刀具是機床（chuáng）實現切削加工（gōng）的直接執（zhí）行者，刀（dāo）具的選擇和切削用量（liàng）的選擇合理與否，不僅影響到被加工零件的（de）質量，甚至可以決定機床（chuáng）功效的發揮和安全生產的（de）順利進行。所以，在編加工程（chéng）序時，要（yào）選擇合理的刀具和切削用（yòng）量，不但可以有效（xiào）提（tí）高（gāo）切削效率和加工質量，還可降低成本（běn）以獲得最佳經濟效（xiào）益。

 1、加工中（zhōng）心用刀（dāo）具（jù）的基本特征

 為了適應數控機床加工（gōng）精度、加工效（xiào）率、加工工序集中及零件裝夾次數少等要求，數控機床對（duì）所用的刀具有（yǒu）許多性能的要求，加工（gōng）中心（xīn）用刀具及刀（dāo）具係統有以下（xià）特點：（1）刀片和刀柄高（gāo）度的通用化、規則化、係統化（huà）；（2）刀片和（hé）刀具（jù）參數及切削參數的規範化（huà）、典（diǎn）型化（huà）；（3）刀片或刀具材（cái）料及切削參數（shù）與被加工工件材料相（xiàng）匹配；（4）刀片或刀具的使用壽命長，加（jiā）工剛性好；（5）刀片（piàn）及刀柄的定位精度（dù）高（gāo），刀（dāo）柄對機床主軸（zhóu）的相對位置要求較高；（6）刀柄須（xū）有較高（gāo）的強度、剛度和（hé）耐磨性，刀柄及刀具係統的重量不能超標；（7）刀柄的轉（zhuǎn）位、重（chóng）裝和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（liào）有高速鋼、硬質合金（jīn）、塗層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛（gāng）石等，其中（zhōng）高速鋼、硬質合金（jīn）、塗（tú）層硬質合金（jīn）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（jù）中，高速鋼、塗層高速鋼的韌性最好（hǎo），塗層（céng）硬質合金的硬度較高，硬質合金刀具（jù）層中，陶瓷刀具、立方（fāng）氮化硼、金剛石（shí）刀具的硬度更（gèng）高。除特（tè）殊材料外，一（yī）般不用這（zhè）幾種（zhǒng）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（rèn）不易鋒利，容易崩（bēng）刃，通常用於（yú）較（jiào）硬的材料加工）。

 2.3 刀具種類

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

 2.3.1 輪廓類加工（gōng）刀具。

 第一，麵銑刀。刀片和刀齒與刀體的安裝方式有整體焊（hàn）接式，機夾焊接式和可轉位（wèi）式三種，運用較多的是可轉（zhuǎn）位式（shì）。當刀片切（qiē）削刃磨鈍或報廢時，可（kě）直接在機床上轉（zhuǎn）位或者（zhě）更換刀片，從而（ér）大大提高加工效率和產品質量，根據不同的工件外形不同的機床性能，選擇適當直徑大小的刀具型號使用方便快（kuài）捷。麵銑刀直徑一般為40～400mm。

 第二，立銑刀。立銑刀是數控機床運用（yòng）的較（jiào）廣泛的一種刀（dāo）具（jù），有（yǒu）整體式和鑲刀片式兩種。一般直徑在Φ20mm以（yǐ）下用整體式。直徑在（zài）Φ20mm以上多用於鑲齒（chǐ）式，還有刀尖圓弧式銑刀，多用於模具加工，適用於曲麵（miàn）的大量加工，現在的硬質合金立銑刀也可取代鍵槽銑刀作垂直進給。

 第三（sān），球頭刀。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。球頭刀具不適用於（yú）平麵銑削（xuē）。

 2.3.2 孔類加工刀具（jù）。

 第一，鑽頭。加工中心常（cháng）用鑽頭有中心鑽、標準麻花鑽。刀具材料有高速鋼（gāng）、硬質合金和塗層硬質合金（jīn）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）、浮動鉸刀。

 第三，鏜刀。鏜刀（dāo）分為粗鏜刀、精鏜刀、浮動（dòng）鏜刀等（děng）。精鏜刀采（cǎi）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（gé）直徑方向等。

 2.3.3 一些特殊加工刀具。如（rú）T形刀（dāo）具，開槽和切斷用（yòng）鋸片刀具，燕尾槽成型刀具等，使用頻（pín）率較低。

 3、加工中（zhōng）心刀具（jù）選擇原則

 應（yīng）根據機床的加工能力、加工材料的性能、加工工序（xù）、切削用量以及（jí）其他因素（sù）合理地選擇刀具。刀具選擇（zé）的總（zǒng）原則是：刀具選用最重要的一點就（jiù）是看性價比，在機床確定（dìng）的條件下，首先考慮加工工件材料的（de）切削性能，參（cān）照加工材料的性能選用價格最低的刀具，提高效益（yì），降低成本，同時也要安裝調整方便，剛性好，耐用度（dù）和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短（duǎn）的刀柄，以提高刀具加工剛性。

 在選取刀具時，要使刀具的直徑與加工工件的去除（chú）量相適（shì）應，平麵周邊輪廓的銑削，用立銑（xǐ）刀；銑削平麵用硬質合金盤銑刀；加工凹凸台時使用高速鋼立銑刀；加（jiā）工毛坯麵或孔粗加工時（shí），選（xuǎn）用（yòng）鑲齒硬質合金玉米銑刀；立體型麵和（hé）變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭刀、環形銑刀、錐形銑刀和（hé）盤銑刀。

 有時候刀具的耐用度和（hé）精度與刀具價格關係（xì）極大，必須注意的是（shì），在有些情況（kuàng）下（xià），選擇價格較高的好刀具，但是（shì）好的刀具帶來加工效率和加工質量的提高，則可以使（shǐ）整個加（jiā）工成本大大降低（dī）。

 4、切削用量選擇

 在數控加工中，切削用量的選用是（shì）最為關（guān）鍵（jiàn）的環節，它直接影響加工效率和加工質量的提高。合理地選擇切（qiē）削用量需要理論和實踐相結合，在實踐中不斷摸索實驗，才能更（gèng）好地總結、歸納出比較合適的切削用量。

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

 第（dì）一，在機床型號為DMC635V的機床，加工（gōng）厚度（dù）為20mm，材料為12Cr2Mo的工件上鑽Φ1.2mm的通（tōng）孔。刀具選擇：Φ1.2mm的高速鋼鑽頭，注意鑽頭（tóu）切削刃（rèn）是（shì）否均勻對稱。

 背吃刀（dāo）量：每鑽深0.5mm提刀排屑法。

 進（jìn）給速度：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（chuáng）上，加工材料為5CrNiMo熱鍛模具，調質硬（yìng）度為500HBW的狹長槽，深度為170mm的工件精加工，加工餘量為單邊0.1～0.15mm。刀具選擇：Φ20mmR5的牛鼻刀（dāo），刀具長度為250mm鑲齒硬質合金刀。

 背吃刀量：0.1mm

 進（jìn）給速度：Vf＝1800mm。

 切削速度（dù）：n＝3000mm/min，采（cǎi）用順銑的加工（gōng）方法。

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

 第三，在VMC1250型（xíng）號機（jī）床在685鋼板調質硬度在460HBW，厚度8mm的鋼板上鑽672個（gè）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優質高速（sù）鋼鑽頭，每支46元。

 背吃刀量：一次鑽（zuàn）通。

 進給速度：Vf＝10mm/min。

 切削速度：n＝180r/min。

 鑽頭在刃磨較好的（de）情況下（xià），一次最多鑽20多個孔。方案2：刀具選擇：Φ10mm硬（yìng）質合金（jīn）鑽頭，每支360元。

 背吃刀（dāo）量：一次鑽通。

 進給速度：Vf＝30mm/min。

 切削速（sù）度（dù）：n＝600r/min。

 鑽頭一次最多鑽500左右個孔。

 方案3：刀（dāo）具選（xuǎn）擇：Φ10mm硬質合金塗層鑽頭，每支630元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給（gěi）速度：Vf＝90mm/min。

 切削速度：n＝1200r/min。

 鑽（zuàn）頭一次最多鑽約2000個（gè）孔。這也（yě）充分地說明，使用價格高的好刀具，不一定就提高（gāo）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

 隨著數控加工（gōng）中（zhōng）心機床的發（fā）展，加工工藝要求的不斷提高，數控加工的方法也更加多樣化，從簡（jiǎn）單的手工編程到複雜的曲麵軟件編程，同（tóng）時（shí）對切削（xuē）刀（dāo）具的要求也更（gèng）加精（jīng）確、多樣（yàng）。在某（mǒu）些加工環節，實現了加工工藝的要求就是任務完成，而有些加工生產任務，是講（jiǎng）質量（liàng）、講效益、講效率（lǜ）的。隻有合理地選擇（zé）切削刀具和切削用量（liàng），才能保（bǎo）證任務的順利完成（chéng），同時也使效益最大化。