數(shù)控刀具和切削用量的使用

1、數(shù)控刀具和切削用量的使用專業(yè)：機械制造及自動化班級：姓名：1 / 6關(guān)鍵詞刀具 ;加工；刀具及切削用量的確定在數(shù)控加工中的合理選用摘要：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，它不僅影響數(shù)控加工的效率， 而且直接影響加工質(zhì)量。本文從數(shù)控加工中刀具的分類與特點入手，分類說明在數(shù)控自動編程中，刀具合理選用的重要意義。關(guān)鍵詞：刀具；編程；數(shù)控加工；合理選用當今，幾乎所有的CAD/CAM軟件包都提供自動編程的功能，這些軟件一般在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題，如刀具選擇、 加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只需設(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)控機床加工完成。顯然，

2、 數(shù)控加工中的刀具選擇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擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控技術(shù)加工的特點，正確選擇刀具及切削用量。一、數(shù)控加工常用刀具的種類及特點數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控加工的高速、高效和自動化程度高的特點。包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄（刀柄要聯(lián)結(jié)刀具并安裝在機床動刀頭上）。1. 數(shù)控刀具的分類方法根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為整體式、鑲嵌式、特殊型式（如復(fù)合式刀具、減震式刀具等）；若采用焊接或機夾式聯(lián)結(jié)，機夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；根據(jù)刀具的材料可分為高速鋼刀具、硬質(zhì)合金刀具、金剛石刀具

3、、其他材料刀具（如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）；按切削工藝上可分為車削刀具（分外圓、 內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等） 、鉆削刀具 （包括鉆頭、絞刀、絲錐等）、鏜削刀具、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% 。2 / 62. 數(shù)控刀具與普通機床上所用刀具相比，主要有以下特點：（ 1 ）剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形?。唬? ）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)

4、能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；（6 ）系列化、標準化，以利于編程和刀具管理。3. 數(shù)控加工刀具的選擇刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料、加工工序、 切削用量以及其他相關(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。注意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面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中， 平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金銑刀；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)合金的玉米銑刀；對一

5、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( 模具 ) 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， 切削行距一般采用頂端密距，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此， 只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。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。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑等工序的標準刀具，迅速、準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)整方法及調(diào)整范圍，以便在編程時

6、確定刀具的經(jīng)向和軸向尺寸。在經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中，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，必須合理安排刀具的排列順序。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步驟；（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）；（4 ）先銑后鉆；（5 ）先進行曲面3 / 6精加工，后進行二維輪廓精加工；（6 ）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)效率等。二、加工過程中切削用量的確定1. 合理選擇切削用量的原則粗加工時， 一般以提高生產(chǎn)率為主，同時也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時， 應(yīng)在

7、保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。2. 具體要考慮的因素（ 1 ）切削深度 t 。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，t 就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。 為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。（2 ）切削寬度 L。一般 L 與刀具直徑 d 成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中，一般L 的取值范圍為：L= （0.6 0.9 ）d 。（ 3 ）切削速度 V。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，如用立銑刀銑削合金鋼時， V 可

8、采用 8m/min 左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，V 可選用20m/min以上。（ 4 ）主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度V 來選定。計算公式為： V=nd/1000 。數(shù)控機床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速倍調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進行整倍數(shù)調(diào)整。（5 ）進給速度 VF 。 VF 應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。VF 的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時， VF 可選擇得大些。在加工過程中，( 轉(zhuǎn)第 069頁)( 接轉(zhuǎn)第 070 頁 ) Vf也可通過機床控制面板上的倍調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設(shè)

9、備剛度和進給系統(tǒng)性能的限制。三編程中細節(jié)問題處理1 、注意 G04 的合理使用4 / 6G04 為暫停指令，其作用是刀具在一個指令的時間內(nèi)暫停止加工。該指令由于不做實際的切削運動， 常常被忽略。 但它在對于保證加工精度及在切槽、鉆孔改變運動等方面都有很好的好處，常用于以下幾種情況（1 ）切槽、鉆孔時為了保證槽底、孔底的的尺寸及粗糙度應(yīng)設(shè)置G04 命令。（2 ）當運行方向改變較大時，應(yīng)在該改變運行方向指令間設(shè)置G04 命令。（3 ）當運行速度變化很大時應(yīng)在其運行指令改變時設(shè)置G04 命令。（ 4 ）利用 G04 進行斷削處理，根據(jù)粗加工的切削要求，可對以連續(xù)運動軌跡進行分段加工安排，每相鄰加工段

10、中間用 G04 指令將其隔開。加工時，刀具每進給一段后，即安排所設(shè)定較短的延時時間（ 0.5 秒）實施暫停，緊接著在進給一段，直至加工結(jié)束。其分段數(shù)的多少，視斷削要求而定，當斷削不夠理想時，要增加分段數(shù)。2 、粗精加工分開編程為了提高零件的精度并保證生產(chǎn)效率，車削工件輪廓的最后一刀，通常由精車刀來連續(xù)加工完成，因此，粗精加工應(yīng)分開編程。并且，刀具的進、退位置要考慮妥當，盡量不要在連續(xù)的輪廓中切入切出或換刀及停頓，以免因切削力的突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。3 、編程時常取零件要求尺寸的中值作為編程尺寸依據(jù)。如果遇到比機床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時，應(yīng)盡量向其最大實體尺寸靠攏并圓整。如圖紙尺寸為? 80+00 、026則編程時寫X80.013。4 、編程時盡量符合各點重合的原則。也就是說，編程的原點要和設(shè)計的基準、對刀點的位置盡量重合起來，減少由于基準不重合所帶來的加工誤差。5 / 65 、巧利用切斷刀