刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它小僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且自接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中自接利用CAD的設(shè)計數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機與數(shù)控機床的聯(lián)接，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃與編程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件，我們選用伯特利 V型加工中心為實際操作平臺來取得數(shù)據(jù)

    現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能，這些軟件一般是在編程界而中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題，比如刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置有關(guān)的參數(shù)，就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選用和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，這與普通機床加工形成鮮明的對比同時也要求編程人員必須掌握刀具選用和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點。本文對數(shù)控編程中必須而對的刀具種類、特點和選擇問題進行了探討，給出了若十原則和建議，并對應(yīng)該注意的問題進行了討論。

    一、數(shù)控加工常用刀具的種類

    數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為:①整體式;②鑲嵌式，采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為小轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種;③特殊型式，如復(fù)合式刀具、減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具;②硬質(zhì)合金刀具;③金剛石刀具;④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具，等等。從切削工藝上可分為:①車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種;②鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等;鏜削刀具;④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%-40%，金屬切除量占總數(shù)的80%-90%

    二、數(shù)控加工常用刀具的特點

    數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，主要有以下特點:

    1.剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振，熱變形小;

    2.互換性好，便于快速換刀;

    3壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠;

    4.刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間;

    5.刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除;

    6.系列化標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。

    三、數(shù)控加工刀具的選用

    刀具的選用是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。我們應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量和其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。

    選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表而尺寸相適應(yīng)。在生產(chǎn)中，平而零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀;銑削平而時，應(yīng)選硬質(zhì)介金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

    在進行自由曲面加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表而加工質(zhì)量和切削效率方而都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證小過切的前提下，無論是曲而的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。

在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆,鏜、擴、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法與調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有自柄三種規(guī)格)和錐柄四種規(guī)格)兩種，共包括16種小同用途的刀柄。

    在經(jīng)濟型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理按排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則:①盡量減少刀具數(shù)量;②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進行的所有加工部位;③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具也應(yīng)分開使用;④先銑后鉆;⑤先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率。

    隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，我們要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。

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