数控加工中心刀具和切削用量的选择探讨

胡慧

摘 要：刀具是机床实现切削加工的直接执行者，刀具的选择以及切削用量的控制是否合理，不仅会是加工零件的质量受到影响，还会是机床的功效发挥受到一定程度的影响，从而无法顺利、安全的进行生产。在对加工的程度进行编写的过程中，要合理的配制刀具和切削用量，这样不仅可以使切削加工的质量与效率得到有效的提升，还可以有效控制生产成本，使企业获得更好的经济效益。

关键词：数控加工中心;刀具选择;切削用量

引言：现在很多CAD软件中都包含了自动编程功能，这些软件都是子啊编程界面显示以工艺规划相关的参数，比如，刀具的选择、加工流程的规划、切削用量等，编程人员只需要进行对应参数的设置就好了，软件会自动生成NC程序，并将其传输至数控机床加工中心完成零件的加工。由此，我们可以知道数控加工过程中，刀具选择与切削量的确定是子啊人机交互的状态下进行的，与普通的数控机床加工方式有一定的差异，编程人员子啊选择刀具和切削用量时，一定要掌握其基本原则，在进行编程的过程中，要充分考虑数控加工的特点。下面本文就对数控加工中心，刀具和切削用量的选择进行相关的分析，探讨参数选择和确定的原则与方法。

1.数控加工常用刀具的种类及特点

数控加工刀具的选择，首先要能够满足数控机床高速、自动化生产的特点，一般包括通用刀具、通用连接刀柄、少量专用刀柄。刀柄需要与刀具连接并将其装在机床动力部位。现阶段刀具的选择已经逐渐的走向的标准化和系列化。数控刀具的也出现了多种分类方式。按照刀具的结构可以将刀具分为整体式;镶嵌式、;焊接或机夹式，机夹式有包含了不转位和可转位这两种;还有特殊式的刀具比如复合刀具，减震刀具等。如果按照刀具制造材料来进行划分，又可以将其划分为高速钢刀具;硬质合金刀具;金刚石刀具;以及其他材料的刀具比如陶瓷刀具等。如果按照切削的工艺来进行划分的话，又可以将其划分为车削刀具，其中包含有外圆、内孔、螺纹等多个种类;钻削刀具，其中包括钻头、铰刀等多个种类;其次还有镗削刀具等。为了能够使刀具满足数控机床稳定、易调、可换的要求，近几年数控机床生产中大多使用机夹式可转位刀具，高类型刀具的使用率十分高。数控机床使用的刀具与普通的机床有很大的差异，主要表现在这几个方面：

第一，刚性好，尤其是对于一些粗加工的刀具，高精度，抗振性能高，不易受热变形。

第二，换刀操作十分便捷。

第三，寿命较长、工作性能稳定、可靠。

第四，尺寸调节十分便捷，可以有效降低刀具调整的时间。

第五，刀具能够及时的处理断屑或者卷屑，便于清理切屑。

第六，刀具的管理和编程十分便捷。

2.数控加工刀具的选择

刀具的选择需要在数控编程的人机交互状态下完成 ，首先要考虑到机床的加工能力、零件加工材料的特性，加工程序，切削用量等有关的因素，其次还需要对配套的刀柄进行选择。其次是，要考虑刀具选择的原则，要确保刀具的安装以及调整操作的便捷性，刀具的刚性、耐用度以及精度都需要严格的控制。在确保符合加工需求的前提之下，尽量选择刀柄较短的刀具，这样可以使刀具的加工刚性得到提升。在選取刀具时，需要注意一个问题，要确保刀具的尺寸与被加工零件的表面尺寸是相符的，在数控加工中，我们常常采用的方式是立铣刀，铣削平面时，应该选用硬质的合金刀片，加工凸台，凹槽时可以选用高速刚立铣刀，加工毛坯表面的零件或者是粗加工的零件时，可以选择镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对于一些立体的或者是便斜角的轮廓外形的零件加工，在选择刀具是可以使用球头铣刀，或者是环形、锥形、盘形铣刀。由于球头刀具的端部切削度为零因此在对自由曲面的零件进行加工时，为了保障其加工的精度，在选择切削的行距时，需要将其密度控制小一些。平头刀具不管狮是在零件的表面加工或者是切削加工方面都比球头刀具好，因此在确保切削工艺符合要求的条件下，不管是曲面粗加工还是精加工，最好都优先考虑使用平头刀具。另一方面，刀具的耐用度与精度是决定刀具加工的一个很重要因素，虽然我们选择性能较好的加工刀具，在一定程度上加大了刀具的成本，但是由此带来的加工质量与加工效率提升成果却是十分可观的。可以通过提高加工的质量与效率来弥补刀具购置成本高的问题。各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。

3.切削量的

合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。

（1）切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，切削深度就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留---定的余量进行精加工。数控机床的精加加工余量课略小于普通机床。

（2）切削宽度。一般切削宽度与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中，一般切削宽度的取值范围为： L= （0.6～0.9） d。

（3）切削速度。提高速度也是提高生产率的一个措施，但速度与刀具耐用度的关系比较密切。随着切削速度的增大，刀具耐用度急剧下降，故切削速度的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，切削速度可采用8m/min左右;而用同样的立铣刀铣削铝合金时，切削速度可选200m/min以上。

（4）主轴转速n（r/min）。主轴转速一般根据切削速度来选定。计算公式为：式中，d为刀具或工件直径（mm）。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。

（5）进给速度vF。进给速度应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。进给速度的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，进给速度可选择得大些。在加工过程中，进给速度也可通过机床控制面板.上的修调开关进行人工调整。但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。

结束语：数控机床加工生产中，在确定了加工工艺的情况之下，加工刀具和切削用量的合理控制是数控加工生产的一个关键环节。可以确保数控加工生产的效率与加工质量，切削用量的合理选择可以确保切削刀具的性能能够得到良好的发挥，充分展现数控机床加工的效率与质量。

参考文献：

[1]尚辰.试析如何选择数控铣加工的刀具和切削用量[J].内燃机与配件，2019（03）：215-216.

[2]万银生.数控加工中心刀具和切削用量的选择探讨[J].中国设备工程，2018（20）：95-96.

[3]彭湘，彭小彦.试论如何选择数控铣加工的刀具和切削用量[J].科技创新导报，2018，15（01）：93+97.

[4]王磊，王心怡.数控加工中心刀具和切削用量的选择探讨[J].内燃机与配件，2017（24）：63-64.