數(shù)控加工中心刀具和切削用量的選擇探討

徐 超（江西省電子信息技師學院，南昌 330096）

數(shù)控加工中心刀具和切削用量的選擇探討

徐 超
（江西省電子信息技師學院，南昌 330096）

在數(shù)控機床加工過程中，在確定工藝之后，就需要對加工刀具和切削用量進行合理的選擇設(shè)計，通過這種選設(shè)計保障工作的效率。這里研究了刀具和切削用量合理選擇設(shè)計策略，對于提升數(shù)控機床加工工作效率，提升成本效益具有積極的意義。

數(shù)控加工中心；刀具；切削用量；選擇

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.031

在數(shù)控加工中心，刀具和切削用量選擇是很重要的，刀具和切削用量選擇合理就可以有效提升被加工零件的品質(zhì)，提升生產(chǎn)效率，否則，就會影響加工工作的正常運行，影響到被加工零件的質(zhì)量，甚至會影響到機床功效的發(fā)揮，影響到安全生產(chǎn)工作的有效開展。因此，在加工程序編制過程中，要選擇合理的刀具和切消用量，以提升切削工作的效率，提升加工零件的質(zhì)量，降低成本，實現(xiàn)工作的高校運營，實現(xiàn)應(yīng)用的經(jīng)濟效益。

1　數(shù)控加工中心刀具選擇的原則

數(shù)控加工中心選擇刀具需要根據(jù)機床的加工性能，根據(jù)加工材料的特質(zhì)，根據(jù)加工零件的基本工序，切削用量情況及其他一些因素，進行合理的選擇。在刀具選擇中，有一個總原則就是要重點參考一下性價比。在機床選擇確定的情況下，就需要考慮加工工件材料的切削特質(zhì)情況，參考加工材料的特制選擇價格最低的刀具。這樣，才能有效降低成本，提升利潤 。在同樣價格的刀具中，要選擇一些安裝便利、剛性好、耐用度和精準度高的刀具，只要能夠滿足加工工作的要求，需要盡可能地選擇一些刀柄較短的刀具，這種刀具靈活性較強，同時可以提升刀具加工的剛性。

在刀具選取的過程中，要保持刀具直徑與加工零件的去除量保持一致。當加工平面周邊輪廓的銑削零件時，需要選擇銑刀；當加工銑削平面零件時，就需要用硬質(zhì)合金盤的銑刀；當加工凹凸臺時，需要使用高速鋼立銑刀；但加工毛坯面或者是孔粗零件時，需要選擇鑲齒硬質(zhì)合金玉米銑刀；當加工一些立體型面或者是變斜角輪廓外形的零件時，需要采用多種刀具，球頭刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀共同完成加工任務(wù)。在具體工作中，要根據(jù)加工零件的特質(zhì)選擇合適刀具，以有效完成加工工作任務(wù)，保障加工品的質(zhì)量。

2　數(shù)控加工中心切削用量的選擇

在數(shù)控加工中心，不僅要做好刀具的選擇工作，同時還需要做好切削用量的選擇工作。切削用量的選擇直接影響到加工效率和加工零件的質(zhì)量，切削用量的選擇在數(shù)控加工過程中是很重要的。進行合理的切削用量選擇需要一定的理論知識，同時還需要結(jié)合具體的設(shè)計加以選擇。作為加工者在工作過程中，要不斷探索實驗，積累經(jīng)驗，根據(jù)具體的工作內(nèi)容選擇合適的切削用量，以保障工作的順利高效的開展。

切削用量主要包括的內(nèi)容有背吃刀量、側(cè)吃刀量、進給速度和切削速度四方面的內(nèi)容，在切削用量選擇中，要考慮具體工作情況，另外還需要考慮提升刀具的耐用性，以提升經(jīng)濟效益。

在進行粗加工時，一般需要考慮生產(chǎn)率問題，同時需要考慮如何經(jīng)濟實惠地開展工作，要考慮加工的成本問題。而在開展半精加工和精加工工作時，首先需要能夠保障加工零部件的質(zhì)量，同時要兼顧效率效益，考慮加工的成本消耗問題。在選擇切削用量的過程中，具體的數(shù)值選擇要根據(jù)機床使用說明書，依托切削用量手冊，另外加工者還需要根據(jù)自己的切削經(jīng)驗進行合理的用量選擇。切削用量的選擇具體如下：

對切削深度ap進行選擇設(shè)計。在機床、工件和刀具剛度確定能滿足需要的情況下，ap就是加工余量，通過這種設(shè)計，要有效提升生產(chǎn)效率。選擇這種設(shè)計是為了保證零件加工的精度，保持加工品表面合適的粗糙度，選擇余量設(shè)計進行精加工是切削用量選擇的一個原則。數(shù)控機床在精加工情況下，余量的設(shè)計可以略微小于普通機床設(shè)計。

對切削寬度ae進行選擇設(shè)計。一般而言，ae設(shè)計需要與刀具直徑d成正比關(guān)系，而與切削深度要成反比關(guān)系。在經(jīng)濟型數(shù)控加工設(shè)計中， ae的取值范圍為：ae=（0.6～0.9）Dc，這個范圍是較為經(jīng)濟實惠的。

對切削速度Vc進行選擇設(shè)計。對切削速度Vc的進行有效選擇與設(shè)計能夠有效提升生產(chǎn)的效率。Vc的選擇與設(shè)計與刀具耐用度有很大的關(guān)系。如果Vc不斷增大，刀具就會承受極大的壓力，耐用度急劇下降，因此Vc的選擇主要與刀具耐用度有關(guān)。刀具的耐用度高的話，Vc就可以選擇設(shè)計大一些，反之，則小一些。另外，切削速度Vc的選擇設(shè)計與加工材料的質(zhì)地也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，Vc可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，Vc可選200m/min以上。切削速度的選擇要考慮加工材料的質(zhì)地，能夠根據(jù)加工材料情況，進行有效的速度選擇設(shè)計，以保障切削工作的質(zhì)量，保障整個加工工作的效率。

對主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）進行選擇設(shè)計。主軸轉(zhuǎn)速的選擇設(shè)計需要依據(jù)切削速度Vc進行設(shè)計。這里面有一個計算公式，可以作為對主軸轉(zhuǎn)速設(shè)計的參考。計算公式為：

n = （1000×Vc）/（p×d ） 式中，d為刀具或工件直徑（mm）。

數(shù)控機床的控制面板上一般都設(shè)計的有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，這個開關(guān)對于主軸轉(zhuǎn)速可以進行適當?shù)目刂?，根?jù)加工需要，通過調(diào)整開關(guān)就可以對主軸轉(zhuǎn)速進行整倍數(shù)調(diào)整控制。

對進給速度Vf進行選擇設(shè)計。Vf的選擇設(shè)計要依據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求情況，依據(jù)刀具和工件材料進行選擇設(shè)計。進給速度Vf的選擇對生產(chǎn)效率有影響，進給速度的增加可以提升生產(chǎn)效率。當加工表面粗糙度要求低的零件時，進給速度Vf的設(shè)計可以大點。在具體的操作過程中，進給速度Vf的設(shè)計是可以控制的，操作人員通過機床控制面板上的修調(diào)開關(guān)根據(jù)工作需要對進給速度進行合理的控制。但這種控制是有一定的限制的，因為最大進給速度受到設(shè)備剛度和進給系統(tǒng)性能等條件的影響，人為可控制能力就收到了制約。

總之，現(xiàn)在數(shù)控加工在實際生產(chǎn)過程中得到廣泛的應(yīng)用，加工機床也不斷發(fā)展，加工工藝要求標準也不短提高。數(shù)控加工的方法更為靈活多樣，加工設(shè)備工藝更為復(fù)雜，已經(jīng)從簡單的手工編程實現(xiàn)了復(fù)雜的曲面軟件編成的轉(zhuǎn)變。在這種環(huán)境對刀具和切削用量的要求更為嚴格。在數(shù)據(jù)加工過程中，要有效完成任務(wù)，就需要對刀具和切削用量進行合理的選擇設(shè)計，這樣，才能保障工作的效率，同時實現(xiàn)效益的最大化。

［1］韓杰.選擇數(shù)控銑加工中的刀具和切削用量的分析［J］.硅谷，2013（23）.

［2］高慶武，李玉明.數(shù)控銑加工中的刀具和切削用量選擇［J］.安陽工學院學報，2012（04）.