数控铣加工中刀具和切削用量的选择

朱辉

摘 要：数控铣是一种应用非常普遍的机械加工方法，可以有效提升行业方面的经济效益及综合效益。在数控加工中刀具切削用量是一个重要的因素，切削用量的确定对于保证加工质量提高加工效率和降低生产成本具有重要意义。本文针对数控铣加工中刀具和切削用量的选择进行了分析。

关键词：数控铣加工；刀具选择；切削用量

引言

数控铣加工表现为如下的要点：选取合适的刀具、设定加工的路径、确认切削总量。确认了系数后，自动生成设定好的软件程序然后输入实时的编程信息。在编程步骤中，切削用量及选取刀具的规格都关系到质量，不可予以忽视。选择最适当的切削用量，确保刀具的匹配性，是数控加工范围内的要点。

1.数控铣刀的工艺特性

从刀具类型来看，数控铣加工包含了孔加工以及铣削类的刀具。具体在加工时，铣削的流程是较复杂的。为了适当加工，数控铣加工也配备了多样的刀具种类。从结构本体来看，数控铣刀包含了整体性的、镶嵌式及特殊式三类的刀具，从材质来看，包含了合金硬质的、金刚石及高速钢刀具。从切削标准看，又可分成平端式的、圆角式及球头的铣刀。从加工角度来看，数控加工应能在根本上提升精确度，确保最优的加工实效。与此同时，还需缩减附带性的刀具损耗。对于数控机床，需要判断机床的耐久性及刚度，依照设定好的指标来具体判定。具体来看，选取刀具的规格应当吻合总體的刀具刚性，优选切削用量较大的刀具。依照切削量来适当调整，优选耐久性最佳的刀具类型。具体在加工时，还需判断刀具表层是否遭受到磨损进而影响精度。若影响到精度，则应替换为其他类刀具。及时查看铣刀的偏差，优选最佳耐久性的铣刀用来加工。这样做符合了高层次的加工指标。

2.数控加工高速切削的关键技术

2.1高速切削刀具技术模块

由机床、刀具和工件构成的高速切削加工工艺体系中，刀具是最关键的要素。切削刀具是确保高速切削加工顺利进行的最重要技术之一。随着切削速度的大幅度进步，对切削刀具资料、刀具几许参数、刀体构造等都提出了不同于传统速度切削时的请求，高速切削刀具资料和刀具制作技术都发生了巨大的改变，高速切削加工时，要确保高的生产率和加工精度，更要确保安全可靠。因而，高速切削加工的刀具体系必须满意具有良好的几许精度和高的装夹重复定位精度，装夹刚度，高速工作时良好的平衡状况和安全可靠。尽可能减轻刀体质量，以减轻高速旋转时所遭到的离心力，满意高速切削的安全性请求，改善刀具的夹紧方法。刀具体系的技术研究和开展是数控高速切削加工的要害使命之一。

2.2数控高速切削工艺

高速切削作为一种新的切削方法，要运用于实践出产，缺少可供参考的运用实例，更没有有用的切削用量和加工参数数据库，高速加工的技术参数优化是当时制约其运用的关键技术之一。别的，高速切削的零件NC程序请求有必要确保在全部切削过程中载荷安稳，可是如今运用的大都CNC软件中的主动编程功用都还不能满意这一请求，需求由人工编程加以弥补和优化，这在一定程度上降低了高速切削的价值，有必要研究选用一种全新的编程方法，使切削数据合适高速主轴的功率特性曲线，充分发挥数控高速切削的优势。

3.数控刀具的选择

3.1按照零件的加工阶段选择刀具

即粗加工期间以去掉余量为主，应挑选刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工期间以确保零件的加工精度和产品质量为主，应挑选耐用度高、精度较高的刀具，粗加工期间所用刀具的精度最低、而精加工期间所用刀具的精度最高。如果粗、精加工挑选一样的刀具，主张粗加工时选用精加工筛选下来的刀具，由于精加工筛选的刀具磨损状况大多为刃部细微磨损，涂层磨损修光，持续使用会影响精加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。

3.2数控程序编写

数控程序是驱动数控机床的代码，因系统不同，程序代码也不同。当前我国常用的系统有法那科、西门子。因手工编写程序效率太低，甚至有零件曲面部分手工无法编写程序。沿海地区工厂更多使用电脑软件进行程序编写。当前常见的编程软件有：UGNX、CATIA、CIMATRON、MASTERCAM、POWERMILL、CAXA等工具，这些软件各有特色，如MASTERCAM易学、CATIA功能强大、POWERMILL效率高。编程者可以根据自已的喜好、特长、专业选择，刚参加工作的年青人最好选用MASTERCAM这种易学的，据说没有基础的年青人，不到一个月就可以学好。当然，笔者推荐使用CATIA。CATIA不但可以编程，还可以进行产品设计，且软件的开发商是达萦飞机，其工业背景比较雄厚，但是，这个软件的学习却十分的苦恼，不是每个人都可以学好的。当前广东地区的UGNX被大量的企业使用。

3.3按照工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标选择刀具

正前角刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负前角刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。一般外圆车削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工常用55°、35°菱形和圆形刀片；在考虑到刀具能承受的切削用量前提下综合机床刚性、功率等条件，加工大余量、粗加工应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。

4.切削用量的设定

4.1设定切削速度

铣削加工步骤中，刀具的耐用状态密切关系到切削速度，二者是不可分割的。确定切削速度，需要衡量综合性的吃刀量、铣削的总齿数、侧面的吃刀量。在这其中，若设定了较多的铣加工齿数，那么与之相应的刀刃负荷以及切削时的热能都会增加，刀具也会遭受到更快的磨损。由此可见，若要在根本上提升切削的时速，需要优选最耐用的一类刀具。延长刀具的直径，改善了刀具切削时的散热状态，切削速度也因而获得提升。

4.2设定进给速度

在数控机床中，进给速度被看作必要参数。具体在加工时，确定精确的进给速度就要参照工件精确度及粗糙程度。经过综合性的考虑，再去设定合适的进给速度。一旦选取了较慢或较快的进给速度，那么机床刚性就会表现出制约性。针对工件边框，加工至拐角处时，有必要减慢原先的进给速度。这样做，是为避免不适当的边框加工。制作工件时，应能确保短时加工得到合适的工件产品。对于回程的刀具，最好设定较快的进给速度，符合编程的情况。

5.结束语

数控铣加工是现阶段内不可缺失的数控技术。在数控加工的流程内，切削用量以及选取的刀具型号相互影响，与此同时，切削用量及刀具规格也密切关系到铣加工获得的综合实效因此应经过定量解析，确定不同加工状态下的切削用量。从目前情况来看，数控铣加工仍未得到完善，有待长期的改进。未来的实践中，还需继续摸索经验，服务于数控加工总体质量的提升。

参考文献：

[1]程晓宇.工程材料与热加工技术[M].西安电子科技大学出版社，2012.

[2]彭海利，苏雪明.浅谈刀具和切削用量的合理选择对数控加工的影响[J].大众科技，2012，4：135-136.