浅析如何选择数控铣加工的刀具和切削用量

练向兵

摘 要：在借助CAM软件进行编程的过程中，数控铣刀具的选择和切削用量的确定是十分重要的，它是提高加工质量和加工效率的关键。基于此，探究了数控铣加工中刀具选择以及切削用量的设定问题，从而为提高数控铣加工质量提供参考。

关键词：数控铣；自动编程；刀具；切削用量

中图分类号：TG547 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.120

随着社会的进步，科学技术和生产力不断发展，数控技术和数控机床得到了广泛应用，人们对产品的质量与种类有着越来越高的要求。为了满足这一要求，选择正确、合理的刀具以及切削量至关重要。现阶段内，数控铣加工是不可缺失的数控技术，配备了CAM的自动编程，在具体操作软件时，对刀具的选择尤为重要。选择合适的刀具，不仅能够带来最佳的切削用量，以此来缩短工时、降低生产成本、提高工作效率和产品加工质量，同时，也能够保障机床安全生产的顺利进行。以下就刀具与切削用量的合理选择展开论述。

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。在加工时，铣削的流程是较复杂的。为了顺利加工，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。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体的刀具刚性，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。如果因磨损影响到了精度，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 适当刀具的选取

机械加工当中应用数控技术，可以明显提升加工效率。与传统加工比较而言，数控加工更加强调了加工的质量和速度，需要使用计算机来调整刀具的位置，从而保证加工過程当中的持续、快速加工。当前数控铣加工当中的刀具包括铣削刀具以及孔加工刀具，如图1所示。

针对数控加工，选取刀具的过程中应符合刚性需要，在此基础上再实时调整参数。通常而言，可设置为分层式的铣削用来加工，依照设定好的编程进行。然而，如果铣刀留出了较大的余量，则还需重新筛选更大直径的刀具。铣刀要具备优良的耐久性，避免防控表层刀具的损毁。更换刀具时，还需实时调整原先的刀具位置。铣刀的选择要符合新式数控加工的总体要求。选择加工时，程序员需要选取最佳型号的刀具。在开始加工前，应综合判定工件材质、机床的特性、切削加工的流程、切削用量等。优选耐久、精确的刀具，可便于实时加工调整。具体而言，针对多类型刀具设定了以下选择方式。

2.1 铣削刀具

铣削刀具适合用来制作曲面式的零件。具体加工时，刀具的切削应当吻合精确的加工轮廓，这样即可控制工件轮廓及刀刃的切割。通常状态下，可选取球头刀，如果设定了粗加工，则可选取双刃式的铣刀。精细式的加工可设置四刃式的数控铣刀。某些情况下，铣刀有着较大的表层面积。为了避免粗糙，通常选取盘状的镶嵌式刀具。遇到铣加工过程中的台阶面或是较小平面时，优先选通用式的铣刀。对于键槽位置，可选取双刃的加工铣刀。

2.2 孔加工类的刀具

要设定以下的选择规则：通常而言，数控式的孔加工都无需配备钻模。切削条件若处于不利的状态下，钻头刚性也是较差的。此时，钻孔深度及钻头直径的比值可设置为5.开始钻孔之前，先要确认中心钻的精确位置，符合定位的精度。铰孔选取了浮动式的刀具，前期还需经过倒角；后期的镗孔步骤中，选取了镗刀的对称性刀头，这样做可减小平衡性的振动。刀杆设置为短粗的形态，避免切削带来的振动。

2.3 其他刀具

要注意确保刀具的精度。优选耐久且精确的铣刀种类，防止刀具表层的损毁。这是因为表层损毁后的刀具将很难顺利切削，进而减缓了切削速度。刀具被更换后，还需再次调整。铣刀要具备优良的可替换性，缩短换刀消耗的时间。切削过程应确保不耗费更长的总时间。从数控机床的情况来看，要设置标准式的铣加工操作。

3 切削用量的设定

从机床本身来看，切削选用的刀具、加工的原材料、切削用量都被看作核心点，是不可忽视的。设置切削用量时，要遵照以下指标来设定用量：对于特定的刀具，应确保符合设置好的粗糙度以及刀具精确度，以满足切削性能。在刀具加工的流程内，也应适当配备各规格的刀具。此外，还应正确应用刀具，在根本上降低数控成本，确保优质的加工切削质量。在各个切削阶段内，都要选用最合适的切削刀具总量，降低总体的切削成本。

3.1 确定切削深度

由于机床类型、加工材料存在着明显的区别，在确定切削深度时，也需要做好匹配工作。工作人员确定切削深度时，应根据具体条件，比如加工材料、机床类型以及加工刀具等进行切削。通常情况下，粗加工时可以加深切削深度，这样就能够通过一次切削切掉更多的材料，前提条件是要保证刀具刚度满足标准，避免因为刀具的刚度太低或材料厚度过厚而发生切不断的问题。切削时需要让刀口朝里，防止刀刃与机床的金属物直接接触。如果刀具刚度降低、材料太厚或冲击荷载较大，则应适当减小切削深度，从而准确改进切削，最大限度地避免造成刀具损伤。除此之外，还应当根据加工余量来合理确定切削深度，如果余量小，就需要减小切削深度，从而防止浪费资源，并保证加工效率以及加工质量。通常情况下，切削深度为0.05～1.0 mm，半精加工的深度是1～3 mm。工作人员应当在此范围当中结合具体条件来灵活调整。

3.2 设定切削速度

在铣削加工步骤中，刀具的耐用状态密切关系到切削速度，二者是不可分割的。确定切削速度时，需要衡量综合性的吃刀量、铣削的总齿数、侧面的吃刀量。其中，如果设定了较多的铣加工齿数，则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，如果要从根本上提升切削时速，则需要优选最耐用的一类刀具，并延长刀具的直径，改善刀具切削时的散热状态。

3.3 设定进给速度

在数控机床中，进给速度被看作必要参数。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，经过综合考虑再设定合适的进给速度。一旦选取了较慢或较快的进给速度，则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。这样做是为了避免不适当的边框加工。制作工件时，应确保短时加工出合适的工件产品。对于回程的刀具，最好设定较快的进给速度，这符合编程的情况。

3.4 确定侧边的吃刀量

要想确保加工质量，就要妥善确定侧面及背侧的吃刀量。在设定好的刚度条件下，要适时增加背向吃刀的余量。针对零件侧边，可适当减少总体的走刀次数。从粗糙度来看，数控铣的工序包含了粗铣、半精铣及精铣这样三类。具体来看，可分别设置为0.3 mm、1.5 mm以及0.5 mm的侧向吃刀深度，也可结合实情灵活调整。

4 结束语

综上所述，在数控铣加工编程步骤中，应确保刀具的匹配性，选择最适当的切削用量，这是数控加工范围内的要点。从目前的情况看，数控铣加工仍未得到完善，有待长期改进。在未来的实践中，还需继续摸索，服务于数控加工总体质量的提升。本文针对数控铣削的特点，探讨了铣削加工中选择刀具的方式以及切削用量的设定，仅供参考。

参考文献

[1]林翔.试论数控铣加工中刀具和切削用量的选择[J].现代工业经济和信息化，2016，6（24）.

[2]郝瑞友.浅谈数控铣加工中的刀具和切削用量的选择[J].企业导报，2013（03）.

〔编辑：张思楠〕