​數控加（jiā）工中心刀具和切（qiē）削用量的選擇探（tàn）討

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

 刀具是（shì）機床（chuáng）實（shí）現切削加（jiā）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）影響到被加工零件的質量，甚至可以（yǐ）決（jué）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，要選擇合理的（de）刀具和切削用量，不但可以有效提高切削效率和加工質量（liàng），還可降低成本以獲得最佳經濟效益。

 1、加（jiā）工中心（xīn）用刀具的基本特征

 為了適應數控機床加工精度、加工效率、加工工序集（jí）中及零件裝（zhuāng）夾次數少等要求，數控機（jī）床對所用的刀具有許（xǔ）多（duō）性能的要求，加工中心用刀（dāo）具及刀具係統有以（yǐ）下特點：（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數的規範（fàn）化、典型化；（3）刀片或刀具材料及切削參數與（yǔ）被加工工件材料相匹配；（4）刀片（piàn）或刀具（jù）的使用壽命長，加（jiā）工剛性好（hǎo）；（5）刀片及刀柄的（de）定位精度高，刀柄對機床主軸的相對位置要（yào）求較高；（6）刀柄須有較高的強度、剛度和耐磨性，刀柄及刀具係統（tǒng）的重量不能超標；（7）刀柄的轉位、重裝和重（chóng）複定位精度要求高。

 2、加工中心（xīn）用刀具材料（liào）

 2.1 常用刀具材料

 常用（yòng）數控刀具材料有高速（sù）鋼、硬質（zhì）合金、塗（tú）層硬質合（hé）金、陶瓷（cí）、立方（fāng）氮化硼、金剛石等，其中高速鋼、硬（yìng）質合金、塗層硬質（zhì）合（hé）金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，塗（tú）層硬質合金的硬度較高，硬質合金刀具層（céng）中，陶瓷刀具、立方氮（dàn）化硼、金剛石刀具的硬度更高（gāo）。除特殊材料外，一般不用這幾種材（cái）料的刀具（由於其硬度較高（gāo）刃（rèn）磨難度大，而成型刀具切削刃（rèn）不易鋒利，容易崩刃，通常用於（yú）較硬的材料加工）。

 2.3 刀具種類

 數控加工中心常用（yòng）刀具種類較多，根據刀具用途，可（kě）分為（wéi）輪廓類加（jiā）工刀具和孔類加工刀具等。

 2.3.1 輪廓類加工刀具。

 第一，麵銑刀。刀（dāo）片和刀齒與刀體的安裝方式有整體（tǐ）焊（hàn）接式，機夾焊接式和可轉位式三種，運用較多的是可轉位式。當刀片切削刃磨鈍或報廢時，可直接在機床上轉位或者更（gèng）換刀片，從而大大提高加工效（xiào）率和（hé）產品（pǐn）質量，根據不同的工件外形不同的機床性能，選擇適當直（zhí）徑大小的（de）刀具型號使用（yòng）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的較廣泛的一種刀具，有整體式和鑲刀片式兩種。一（yī）般直徑在Φ20mm以下（xià）用整體式（shì）。直徑在Φ20mm以上多用於鑲（xiāng）齒式，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（de）硬（yìng）質合金立銑刀也可取代鍵（jiàn）槽銑刀作（zuò）垂直進給。

 第三，球頭刀。圓柱形球頭銑刀，主要用（yòng）於模具加工，精加（jiā）工使（shǐ）用（yòng），也有成形和鑲齒兩種。主要用（yòng）於曲麵加工，其加工表（biǎo）麵質量較高，球（qiú）頭刀中心切削速度為零。球頭刀具不適用於平麵銑削。

 2.3.2 孔類加工刀具。

 第一，鑽頭。加工中心常用鑽頭（tóu）有中（zhōng）心鑽、標準麻（má）花鑽。刀具材料有高（gāo）速鋼、硬質（zhì）合金和塗層硬質合金等。

 第二，鉸刀。有標準（zhǔn）高速鋼鉸刀（dāo）、焊接硬質合（hé）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、精鏜刀、浮動鏜刀等。精鏜刀采用螺（luó）絲調節式，每格精度不同，有0.002mm每格直徑，也有（yǒu）0.01mm每格直徑方向（xiàng）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，使用頻率較（jiào）低。

 3、加工中心刀具選擇原則（zé）

 應根據機床的加工能力、加工材料的性能、加工工序、切削用量以及其他因（yīn）素合理地選擇刀具。刀（dāo）具選（xuǎn）擇的總（zǒng）原則是：刀（dāo）具（jù）選用（yòng）最重要的一點就是看性價比，在機床確定的條（tiáo）件下（xià），首先考慮加工工（gōng）件材料的切削性能，參（cān）照加工材料的（de）性能（néng）選用價格最低（dī）的刀（dāo）具，提高效（xiào）益，降低成（chéng）本（běn），同時也（yě）要（yào）安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度（dù）高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工剛性。

 在選取刀（dāo）具時，要（yào）使刀具的直徑與加工工（gōng）件的去除量相適應，平麵周邊輪廓的銑削，用立銑刀；銑（xǐ）削平麵用硬（yìng）質合金盤銑刀（dāo）；加工凹凸（tū）台時使用高（gāo）速鋼（gāng）立銑刀；加工毛坯麵或孔粗加工時，選（xuǎn）用（yòng）鑲齒硬質合金玉米銑刀；立體（tǐ）型麵和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭刀、環形銑刀、錐形銑刀（dāo）和盤銑刀（dāo）。

 有時候刀具的耐用（yòng）度和精度與刀具價格關係極大，必須注意（yì）的是，在有些情況下，選擇價格（gé）較（jiào）高的好刀（dāo）具，但是好的刀具帶來加工效率和加工質量的提高，則可以（yǐ）使整個加工成本大大降低。

 4、切（qiē）削用量選擇

 在數控加工中，切削用量的選用是最為關鍵的（de）環節，它直接影響加工效率和加（jiā）工質量的提高。合理地選擇切削用量需要（yào）理論和實踐相結合，在實踐中不斷（duàn）摸索實（shí）驗（yàn），才能更（gèng）好（hǎo）地總結（jié）、歸納（nà）出比較（jiào）合適的切削（xuē）用量。

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

 第一，在機床型號（hào）為DMC635V的（de）機床，加工厚度為（wéi）20mm，材料為12Cr2Mo的工件上鑽Φ1.2mm的通孔（kǒng）。刀具選擇：Φ1.2mm的高速鋼鑽（zuàn）頭，注意鑽頭（tóu）切削刃是（shì）否均勻對稱。

 背吃刀量：每鑽深0.5mm提刀排屑法。

 進給速度：Vf＝5mm/min。

 切（qiē）削速度：n＝5000mm/min。

 實現加工工藝要求，順利完成（chéng）加工任務。

 第二，在VMC1250型號機床上，加工材（cái）料為（wéi）5CrNiMo熱鍛模（mó）具，調質硬度為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，刀具長度為250mm鑲（xiāng）齒硬質合金刀。

 背吃刀量：0.1mm

 進給速度（dù）：Vf＝1800mm。

 切削速度：n＝3000mm/min，采用順銑的加（jiā）工方法。

 程序開頭加G64連續加工指令，順利完成加工生產任務，並保證較好的加工光潔度，得到用戶的肯（kěn）定。

 第三，在VMC1250型號機床在685鋼（gāng）板調質硬度（dù）在460HBW，厚度8mm的（de）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（zé）：Φ10mm優質高速鋼鑽頭，每支（zhī）46元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速度：Vf＝10mm/min。

 切削速度：n＝180r/min。

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

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速度：Vf＝30mm/min。

 切削速度：n＝600r/min。

 鑽頭一次最（zuì）多鑽500左右個（gè）孔。

 方案3：刀具選擇：Φ10mm硬質合金塗層鑽頭，每支630元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速（sù）度：Vf＝90mm/min。

 切削速度（dù）：n＝1200r/min。

 鑽頭一次最多鑽約2000個孔。這也充分地說明（míng），使用價（jià）格高的好刀具，不一定就提高加工成本，效率（lǜ）的提高和數量（liàng）的增加，恰恰是效益的增加。

 5、結語

 隨著數控加工中心機床的發展，加工工藝要求的不斷提高，數控（kòng）加工的方法也更（gèng）加多樣化，從簡單的手工編（biān）程（chéng）到複雜的曲麵（miàn）軟件編程，同時對切削刀具的要求也更加精確、多樣。在某些（xiē）加工環節（jiē），實現（xiàn）了加工（gōng）工藝的要求就是任務完成，而有些加工生（shēng）產任務，是（shì）講質量、講效益、講效率的。隻有合理（lǐ）地選擇切削刀具（jù）和切削用量，才（cái）能保證任務的順利完成，同時也使效益最大（dà）化。