【摘要】在切削加工中不僅要確定刀具的幾何參數，還需選擇切削用量的參數。本文從加工零件的形狀入手簡單的討論了數控加工中刀具的選擇，從零件的加工質量和刀具的耐用度入手簡單的討論了切削用量的選擇。在切削深度Ap和進給量Fc初步選定后，合理的選擇切削速度對切削效率和加工成本也有很大的影響。

　　【關鍵詞】數控加工;刀具選擇;切削用量等

　　無論在普通車床加工還是在數控加工中，刀具選擇和切削用量的確定不僅影響加工效率，而且直接影響零件加工精度和表面粗糙度。現在我們使用的許多機械設計與制造軟件都提供自動編程功能，只要選擇好所用的刀具、切削用量等有關的加工參數，就可以自動生成程序并傳輸至數控機床完成其加工。這與普通車床的加工形成鮮明的對比，也是最大的不同點。因此，本文在數控編程中必須面對的刀具如何選擇和切削如何用量確定問題進行了論述。

　　一、數控加工常用刀具材料的類型及性能

　　數控加工刀具必須適應數控機床高速旋轉、高效率的特點，還需有較好的工藝性、經濟性。工具鋼還應具有比較好的熱處理工藝性。在選擇刀具材料時，很難找到各方面都很好的，因為材料硬度與韌性之間、綜合性能和刀具價格之間都是相互制約的。

　　㈠、數控刀具的分類有多種方法具體如下。

　　1、根據結構可分為：整體式、鑲嵌式。

　　2、根據制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具、硬質合金刀具、金剛石刀具、陶瓷刀具等。

　　3、從切削工藝上可分為：車削刀具、鉆削刀具、銑削刀具等。

　　㈡刀具材料還應具備如下的性能：

　�、鸥哂捕� 刀具材料的硬度應大于工件材料的硬度，常溫硬度應在HRC68以上;

　　⑵足夠的韌性 承受較大切削力、沖擊力;

　�、歉吣湍バ� 刀具材料硬度越高，耐磨性越好;

　�、雀吣蜔嵝� 刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌度的能力;

　　⑸良好的工藝性與經濟性

　　二、數控加工中刀具的選擇

　　實際生產中，應考慮清楚硬質合金適合車削的材料、高速鋼車刀適合車削什么樣的材料。在加工中心上銑削平面時，應選擇多大直徑的面銑刀，以提高效率;平面輪廓的加工，應采用立銑刀;毛坯表面加工或粗加工時，可選取鑲硬質合金刀片的銑刀;對一些立體的、復雜外形輪廓的加工，常采用球頭銑刀、環形銑刀等。

　　在進行曲面及不規則輪廓加工時，應選用球頭刀具，并且要求球頭刀具半徑應小于曲面的最小曲率半徑，以免影響加工表面。因此，只要在保證加工精度的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應合理選擇車刀或銑刀。

　　在數控加工中，由于刀具都是人工手動進行調換，占用加工時間中的輔助時間較長，所以要合理安排刀具順序。一般應該遵循以下原則：

　�、疟M量減少刀具數量，以減少換刀時間;

　　⑵安裝一把刀具后應完成其所有能進行加工的地方;

　�、谴志�加工分開;

　�、认让婧罂�;

　�、上冗M行曲面粗加工，后進行精加工等。

　　三、數加工中切削用量的確定

　　合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產率為主;半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟型和加工成本。

　　(一)刀具材料切削用量的選擇

　　硬質合金

　　根據切削速度的公式V= dn/318來計算 加工轉速一般取600-1500轉每分鐘，進給率一般取0.25 -0.1轉每分鐘。

　　涂層刀片

　　根據切削速度的公式V= dn /318來計算

　　粗加工轉速一般取850轉每分鐘，進給率一般取0.25轉每分鐘

　　(二)被吃刀量 切削速度 進給量

　　⑴背吃刀量Ap 在機床、工件和刀具的剛度允許的情況下，應盡可能使背吃刀量等于加工余量，可以減少進給次數，提高生產效率。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，應留少量精加工余量，一般留0.15—0.45mm左右。

　�、魄邢魉俣萔c 隨著Vc的增大，刀具耐用度下降，所以Vc的選擇主要取決于刀具的耐用度。

　�、沁M給量F 如果能夠保證工件加工質量的前提下，可以盡量選擇較高的進給速度;如果是切槽、車深孔時，應該選擇較低的進給速度。另外，不同刀尖圓弧半徑的最大進給量。

　�、戎鬏S轉速n(r/min) 主軸轉速一般根據切削速度Vc來確定選定。切削速度確定后，用公式n=1000Vc/лd來計算主軸轉速。

　　例如加工材料為45#鋼，M30，導程為1.5的螺紋：

　　加工螺紋就應該選擇螺紋車刀，因為零件毛坯為45#鋼，使用硬質合金車刀就可以了。轉速800r/min左右，螺紋為1.5的螺距深度為0.975，可以分5刀車削。具體編程如下：

　　%1234 (程序名)

　　N1 M3 S800T0303 (主軸正轉，800r/min, 3號刀)

　　N2 G00 X30XZ2 (定位)

　　N3 G92 X29.5 Z-26 F1.5 (切削螺紋的終點坐標)

　　N4 X29

　　N5 X28.5

　　N6 X28.05

　　N7 G00 X100 (退刀)

　　N8 Z100

　　N9 M30 (程序結束)

　　在數控加工過程中，F也可以通過進給倍率修調進行手動調整。 在切削深度和進給量選定后，合理的選擇切削速度對切削效率和加工成本有很大的影響。

　　當進給量一定時，切削速度適中時，對應成本最低，該速度即為對應于刀具經濟使用壽命的最佳切削速度;增大進給量，工序成本隨之降低，且與刀具經濟使用壽命對應的最佳切削速度隨進給量的增大而降低。

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　　結束語

　　隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用，數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控程序的編制過程中，要在人機互交狀態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和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質量和加工效率，充分發揮數控機床的優點，提高企業的經濟效益和生產水平。

　　參考文獻：

　　[1] 陸劍中《金屬切削原理與刀具》，機械工業出版社，2008

　　[2] 湯習成《機械制造工藝學》中國勞動社會保障出版社，2004

　　作者：王柱