数控加工中刀具的选择与切削用量的确定

刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。本文就为大家介绍一下数控加工中刀具与切削用量方面的内容，希望对大家能够有所帮助。

数控加工常用刀具的种类

数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化，数控刀具的分类有多种方法。

1.根据刀具结构可分为：

1)整体式。
2)镶嵌式采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种。
3)特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。

2.根据制造刀具所用的材料可分为：

1)高速钢刀具。
2)硬质合金刀具。
3)金刚石刀具。
4)其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。

3.从切削工艺上可分为：
1)车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种。
2)钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等。
3)镗削刀具。
4)铣削刀具。

数控加工常用刀具的特点

数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：

1.刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及热变形小。
2.互换性好，便于快速换刀。
3.寿命高，切削性能稳定可靠。

4.刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间。
5.刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除。
6.系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。

数控加工刀具的选择

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。

刀具选择总的原则是：安装调整方便刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。

1.平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀。

2.铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀。

3.加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀。

4.加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀。

5.对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

6.在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。

7.平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证
不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。

8.在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。

因此必须采用标准刀柄以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速准确地装到机床主轴或刀库上去。

应尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工再进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

数控加工切削用量的确定

合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。

1.切削深度：在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，切削深度就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。

2.切削宽度：一般切削宽度与刀具直径成正比，与切削深度成反比。

3.切削速度：提高切削速度也是提高生产率的一个措施，但切削速度与刀具耐用度的关系比较密切。随着切削速度的增大，刀具耐用度急剧下降，故切削速度的选择主要取决于刀具耐用度。

另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，切削速度可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，切削速度可选200m/min以上。

4.主轴转速：主轴转速一般根据切削速度来选定。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。

5.进给速度：进给速度应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。进给速度的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，进给速度可选择得大些。

在加工过程中，进给速度也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。

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