​數控加工中心刀具和切削用量（liàng）的選擇（zé）探討

數控機床（chuáng）加工生產（chǎn）中，在加工工（gōng）藝確定的（de）情況下（xià），加工刀具和切削用量的合理選（xuǎn）擇是數控加工生產的重要環節，是保證數控加工（gōng）生產效率和表麵加工質量（liàng）的重要保證。合理選擇切削用（yòng）量是切削刀具充分發揮性能的保障，合理選擇切削（xuē）刀具（jù）是切削用量最有效的保（bǎo）證（zhèng），隻有將兩者有機地結合起來（lái），才能充分發揮數控機床的加工效（xiào）率（lǜ）和加工質量。

 刀具（jù）是機床實現（xiàn）切削加工的直接執行者，刀具的選擇和切削用量的選擇合理與否，不僅（jǐn）影響（xiǎng）到被加工零（líng）件的質量，甚至可以決定機床功效的發揮和安全生產的順利進行。所以，在編加工程序時，要選（xuǎn）擇合理的刀具和切削用量，不但可以有效提高切削效率和加（jiā）工質量，還可降低成（chéng）本以獲得最佳經（jīng）濟效益。

 1、加工（gōng）中心用刀具的基本特征

 為了適應數控機床加工精度、加工效率、加工工序（xù）集中及零件裝夾次（cì）數少等要求（qiú），數控機床對所用的刀具有許多（duō）性能（néng）的要求，加工中心用刀具（jù）及刀（dāo）具係統有以下特（tè）點：（1）刀片和刀柄高度的通用化、規則化、係統化；（2）刀片和刀具參數及切削參（cān）數的規範化、典型化（huà）；（3）刀片（piàn）或刀具材料及切削參數與被加工工件材料相匹配；（4）刀片或刀具的使用壽命長，加工剛性好；（5）刀片及刀柄的定位精度高，刀柄對機床主軸的（de）相對位置要求較高（gāo）；（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）重量不能超標；（7）刀柄的轉位、重裝和重複定位精度（dù）要（yào）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、塗層硬質合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等，其中（zhōng）高速鋼、硬質合金、塗層硬質合金在數（shù）控加工中的應用最廣泛。

 2.2 刀（dāo）具性能的比較

 在常用的刀具中，高速鋼、塗層（céng）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，陶瓷刀具、立方氮化硼、金（jīn）剛石刀具（jù）的硬度更高。除特（tè）殊材（cái）料外，一般（bān）不用這幾（jǐ）種材料的（de）刀具（由於其硬度較高刃磨難度大，而成型刀具切削（xuē）刃不易鋒利，容易崩刃，通常用（yòng）於較硬（yìng）的材料加（jiā）工）。

 2.3 刀具種類

 數控加（jiā）工中心常用刀具（jù）種類較多，根據刀（dāo）具用途，可分（fèn）為輪廓類加工刀具和孔類加工刀具（jù）等。

 2.3.1 輪廓類加工刀具。

 第一（yī），麵銑刀。刀片和刀齒與刀體的（de）安裝方式（shì）有整（zhěng）體焊接式，機（jī）夾焊接式和可轉位（wèi）式三種（zhǒng），運用較多的是可轉位式。當刀片切（qiē）削刃磨鈍或報廢時（shí），可（kě）直接在機床上轉（zhuǎn）位或者更（gèng）換刀片，從而大大提高加工效率和產品質量，根據不同（tóng）的工件外形不同的機床性（xìng）能，選擇適當直徑大小的刀具（jù）型號使用方便快捷。麵銑（xǐ）刀直徑一般為40～400mm。

 第二，立銑（xǐ）刀。立銑刀是數控機（jī）床運用的較廣泛的一種刀具，有整體式和鑲（xiāng）刀（dāo）片式（shì）兩種。一般直徑在Φ20mm以下用（yòng）整體式。直徑在Φ20mm以上多用於鑲齒式，還有刀尖圓（yuán）弧（hú）式銑刀，多用於模具加（jiā）工，適用於曲麵的大量加工，現在的硬質合金立銑刀也（yě）可取代鍵槽銑刀作垂直進給。

 第三，球頭刀。圓柱（zhù）形球頭（tóu）銑刀，主要用於模具加工（gōng），精加（jiā）工使用，也有成形和鑲齒兩種。主要用於曲麵加（jiā）工，其加工表麵質量較高，球頭刀中心切削速度為（wéi）零。球頭刀具不適用（yòng）於平麵銑削。

 2.3.2 孔類加工刀具。

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

 第二，鉸刀。有標（biāo）準高速鋼鉸刀、焊（hàn）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。鏜刀分為粗鏜刀、精鏜（táng）刀、浮動鏜刀等。精鏜刀采用螺絲調節式（shì），每格精度不同，有0.002mm每（měi）格（gé）直徑，也有0.01mm每格直徑方向等。

 2.3.3 一些特殊加工刀具。如T形刀具，開槽和切斷用鋸片刀具，燕尾槽成型刀具等，使（shǐ）用頻率（lǜ）較（jiào）低。

 3、加工中心刀具選擇原則（zé）

 應根據機床的加（jiā）工能力、加工材料的性能、加工工序、切削用量以及其他因素合理地選擇刀具。刀具選擇的總原（yuán）則是：刀具選用最重要的一點就是看性價比（bǐ），在機床確定的條件下（xià），首先考慮加工（gōng）工（gōng）件材料的切削性能，參照加工材料（liào）的性能選用價格最低的刀具，提高效益，降低成本，同時也要安裝調整（zhěng）方便（biàn），剛性好，耐用度和（hé）精度（dù）高。在滿足加工要求的前（qián）提下，盡量選擇較短的刀柄，以提（tí）高刀（dāo）具加工剛性。

 在（zài）選取刀具時（shí），要使刀具的直徑與（yǔ）加工工件的去除量相適應（yīng），平麵周邊輪廓（kuò）的銑削，用立銑刀；銑（xǐ）削平麵用硬質合金盤銑（xǐ）刀；加工凹凸台時使用高速鋼立銑刀；加工毛坯麵或孔（kǒng）粗加工時，選用鑲齒硬（yìng）質合金玉米銑刀；立體型麵和變斜角（jiǎo）輪廓外形的加工，常采用球頭刀（dāo）、環（huán）形銑刀（dāo）、錐形銑刀（dāo）和盤銑刀。

 有時候刀具（jù）的耐用度和精度與刀具價格關係極大，必須注意的是，在有些情況下，選擇價（jià）格較高的好（hǎo）刀具，但是好的刀具帶來（lái）加工效率和加工質量的提高，則可以使整個加工成本大大降低。

 4、切削用量選擇

 在數控加工中，切削用量（liàng）的選用是最為關鍵的環節，它直（zhí）接影響加工效率和加工質（zhì）量（liàng）的提高。合理地選擇切削用量需要（yào）理論和實踐相（xiàng）結合，在實踐中不斷摸索實驗，才（cái）能（néng）更好地總結、歸納出比較合適的切削用量。

 切（qiē）削用量主要（yào）包（bāo）括背吃刀量和側吃刀量、進給速度和切削速度（dù）。從刀具的耐用（yòng）度考慮，切削用量的選（xuǎn）擇方法（fǎ）是先選背吃刀量，其次是進給（gěi）速度，最後確定切（qiē）削速度。下麵（miàn）就筆者在平時的工作中遇到的加工參數進行（háng）分析：

 第一，在（zài）機床型號為DMC635V的機床，加工厚（hòu）度為（wéi）20mm，材料（liào）為12Cr2Mo的工件上鑽Φ1.2mm的通孔。刀具選擇：Φ1.2mm的（de）高速鋼鑽頭，注意鑽頭切（qiē）削刃是否均勻對稱（chēng）。

 背吃刀量：每鑽深0.5mm提刀排屑法。

 進給速度：Vf＝5mm/min。

 切削速度：n＝5000mm/min。

 實現加工工藝要求，順利完（wán）成（chéng）加工任務（wù）。

 第二（èr），在VMC1250型號機床（chuáng）上，加工材料（liào）為5CrNiMo熱鍛（duàn）模具，調質（zhì）硬度為500HBW的狹（xiá）長（zhǎng）槽，深度為170mm的工件精加工，加（jiā）工餘量為單邊0.1～0.15mm。刀（dāo）具選擇：Φ20mmR5的牛鼻刀，刀具長度為250mm鑲齒（chǐ）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（chéng）序開（kāi）頭加G64連續加工指令，順利完成加（jiā）工生產任務（wù），並保證較好的加（jiā）工光潔度，得到用戶的肯（kěn）定。

 第三，在VMC1250型號（hào）機床在685鋼板調質硬度（dù）在460HBW，厚度（dù）8mm的鋼板（bǎn）上鑽672個Φ10的陣列通孔，考慮加工成本核算和加工效（xiào）率。

 方案1：刀具選擇：Φ10mm優質高（gāo）速鋼鑽頭，每支46元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給（gěi）速度：Vf＝10mm/min。

 切削速度：n＝180r/min。

 鑽頭（tóu）在刃磨較好的情（qíng）況（kuàng）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：Vf＝30mm/min。

 切削（xuē）速度：n＝600r/min。

 鑽頭一次最多（duō）鑽500左（zuǒ）右（yòu）個孔。

 方案（àn）3：刀具選擇：Φ10mm硬質合金塗（tú）層鑽（zuàn）頭，每支630元。

 背吃刀量：一次（cì）鑽通。

 進給速度（dù）：Vf＝90mm/min。

 切削速度：n＝1200r/min。

 鑽頭一次最（zuì）多鑽約2000個（gè）孔。這也充分地說明，使用價（jià）格高的好刀具，不（bú）一定就提高加工成本，效率的提高和數量的增加，恰恰是效益的增加。

 5、結語

 隨（suí）著數控加工（gōng）中心機床的發展，加工工藝要（yào）求的不斷（duàn）提高，數控加工的方法也更加多樣化，從簡單的（de）手工編程到複雜的曲麵軟件編程，同時對切削刀具的（de）要求也更加精確、多樣。在某些（xiē）加工環節，實現了加（jiā）工工藝的要求就是任務完成，而有些加工生產任務，是講質量、講效益、講效（xiào）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成，同（tóng）時也使效益最大化。