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數(shù)控加工中心刀具和切削用量的選擇探討
閱讀：317 發(fā)布時間：2020-8-11刀具是機床實現(xiàn)切削加工的直接執(zhí)行者，刀具的選 擇和切削用量的選擇合理與否，不僅影響到被加工零件 的質(zhì)量，甚至可以決定機床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順 利進行。所以，在編加工程序時，要選擇合理的刀具和 切削用量，不但可以有效提高切削效率和加工質(zhì)量，還 可降低成本以獲得經(jīng)濟效益。
為了適應數(shù)控機床加工精度、加工效率、加工工序 集中及零件裝夾次數(shù)少等要求，數(shù)控機床對所用的刀具 有許多性能的要求，加工中心用刀具及刀具系統(tǒng)有以下 特點：（1)刀片和刀柄高度的通用化、規(guī)則化、系統(tǒng) 化；（2)刀片和刀具參數(shù)及切削參數(shù)的規(guī)范化、典型 化；（3)刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工工件材料 相匹配；（4)刀片或刀具的使用壽命長，加工剛性好；
(5) 刀片及刀柄的定位精度高，刀柄對機床主軸的相對 位置要求較高；（6)刀柄須有較高的強度、剛度和耐磨 性，刀柄及刀具系統(tǒng)的重量不能超標；（7)刀柄的轉(zhuǎn) 位、重裝和重復定位精度要求高。
2.1常用刀具材料
常用數(shù)控刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì) 合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石等，其中高速鋼、硬 質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金在數(shù)控加工中的應用泛。
2.2刀具性能的比較
在常用的刀具中，高速鋼、涂層高速鋼的韌性 好，涂層硬質(zhì)合金的硬度較高，硬質(zhì)合金刀具層中，陶 瓷刀具、立方氮化硼、金剛石刀具的硬度更高。除特殊 材料外，一般不用這幾種材料的刀具（由于其硬度較高 刃磨難度大，而成型刀具切削刃不易鋒利，容易崩刃， 通常用于較硬的材料加工）。
2.3刀具種類
數(shù)控加工中心常用刀具種類較多，根據(jù)刀具用途， 可分為輪廓類加工刀具和孔類加工刀具等。
2.3.1輪廓類加工刀具。
第一，面銑刀。刀片和刀齒與刀體的安裝方式有整 體焊接式，機夾焊接式和可轉(zhuǎn)位式三種，運用較多的是 可轉(zhuǎn)位式。當?shù)镀邢魅心モg或報廢時，可直接在機床 上轉(zhuǎn)位或者更換刀片，從而大大提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì) 量，根據(jù)不同的工件外形不同的機床性能，選擇適當直 徑大小的刀具型號使用方便快捷。面銑刀直徑一般為 40?400mm。
第二，立銑刀。立銑刀是數(shù)控機床運用的較廣泛的 一種刀具，有整體式和鑲刀片式兩種。一般直徑在〇20mm 以下用整體式。直徑在〇20mm以上多用于鑲齒式，還有 刀尖圓弧式銑刀，多用于模具加工，適用于曲面的大量 加工，現(xiàn)在的硬質(zhì)合金立銑刀也可取代鍵槽銑刀作垂直 進給。
第三，球頭刀。圓柱形球頭銑刀，主要用于模具加 工，精加工使用，也有成形和鑲齒兩種。主要用于曲面 加工，其加工表面質(zhì)量較高，球頭刀中心切削速度為 零。球頭刀具不適用于平面銑削。
2.3.2孔類加工刀具。
第一，鉆頭。加工中心常用鉆頭有中心鉆、標準麻花 鉆。刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)合金等。
第二，鉸刀。有標準高速鋼鉸刀、焊接硬質(zhì)合金刀 (一般用于定做尺寸，深孔鉸刀）、浮動鉸刀。
第三，鏜刀。鏜刀分為粗鏜刀、精鏜刀、浮動鏜刀 等。精鏜刀采用螺絲調(diào)節(jié)式，每格精度不同，有0.002mm 每格直徑，也有0.01mm每格直徑方向等。
2.3.3 —些特殊加工刀具。如T形刀具，開槽和切 斷用鋸片刀具，燕尾槽成型刀具等，使用頻率較低。
應根據(jù)機床的加工能力、加工材料的性能、加工工 序、切削用量以及其他因素合理地選擇刀具。刀具選擇 的總原則是：刀具選用重要的一點就是看性價比，在 機床確定的條件下，首先考慮加工工件材料的切削性 能，參照加工材料的性能選用低的刀具，提高效益，降低成本，同時也要安裝調(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，以提高刀具加工剛性。
在選取刀具時，要使刀具的直徑與加工工件的去除 量相適應，平面周邊輪廓的銑削，用立銑刀；銑削平面 用硬質(zhì)合金盤銑刀；加工凹凸臺時使用高速鋼立銑刀； 加工毛坯面或孔粗加工時，選用鑲齒硬質(zhì)合金玉米銑 刀；立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭 刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。
有時候刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大， 必須注意的是，在有些情況下，選擇價格較高的好刀 具，但是好的刀具帶來加工效率和加工質(zhì)量的提高，則 可以使整個加工成本大大降低。
在數(shù)控加工中，切削用量的選用是關鍵的環(huán) 節(jié)，它直接影響加工效率和加工質(zhì)量的提高。合理地 選擇切削用量需要理論和實踐相結(jié)合，在實踐中不斷 摸索實驗，才能更好地總結(jié)、歸納出比較合適的切削
用量。
切削用量主要包括背吃刀量和側(cè)吃刀量、進給速度 和切削速度。從刀具的耐用度考慮，切削用量的選擇方 法是先選背吃刀量，其次是進給速度，后確定切削速 度。下面就筆者在平時的工作中遇到的加工參數(shù)進行 分析：
第一，在機床型號為DMC635V的機床，加工厚度為 20mm，材料為12Cr2Mo的工件上鉆$1.2mm的通孔。
刀具選擇：〇1.2mm的高速鋼鉆頭，注意鉆頭切削刃 是否均勻?qū)ΨQ。
背吃刀量：每鉆深0.5mm提刀排屑法。
進給速度：Vf=5mm/min。
切削速度：n=5000mm/min。
實現(xiàn)加工工藝要求，順利完成加工任務。
第二，在VMC1250型號機床上，加工材料為5CrNiMo 熱鍛模具，調(diào)質(zhì)硬度為500HBW的狹長槽，深度為170mm的 工件精加工，加工余量為單邊0.1?0.15mm。
刀具選擇：〇20mmR5的牛鼻刀，刀具長度為250mm鑲 齒硬質(zhì)合金刀。
背吃刀量：0.1mm 進給速度：Vf=1800mm。
切削速度：n=3000mm/min，采用順銑的加工方法。 程序開頭加G64連續(xù)加工指令，順利完成加工生產(chǎn)任務， 并保證較好的加工光潔度，得到用戶的肯定。
第三，在VMC1250型號機床在685鋼板調(diào)質(zhì)硬度在 460HBW，厚度8mm的鋼板上鉆672個$10的陣列通孔，考慮 加工成本核算和加工效率。
方案1:刀具選擇：$10mm優(yōu)質(zhì)高速鋼鉆頭，每支
46元。
背吃刀量：一次鉆通。
進給速度：Vf=10mm/min。
切削速度：n=180r/min。
鉆頭在刃磨較好的情況下，一次多鉆20多個孔。 方案2:刀具選擇：$10mm硬質(zhì)合金鉆頭，每支 360元。
背吃刀量：一次鉆通。
進給速度：Vf=30mm/min。
切削速度：n=600r/min。
鉆頭一次多鉆500左右個孔。
方案3:刀具選擇：$10mm硬質(zhì)合金涂層鉆頭，每支 630元。
背吃刀量：一次鉆通。
進給速度：Vf=90mm/min。
切削速度：n=1200r/min。
鉆頭一次多鉆約2000個孔。這也充分地說明，使 用價格高的好刀具，不一定就提高加工成本，效率的提 高和數(shù)量的增加，恰恰是效益的增加。
隨著數(shù)控加工中心機床的發(fā)展，加工工藝要求的不 斷提高，數(shù)控加工的方法也更加多樣化，從簡單的手工 編程到復雜的曲面軟件編程，同時對切削刀具的要求也 更加精確、多樣。在某些加工環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了加工工藝的 要求就是任務完成，而有些加工生產(chǎn)任務，是講質(zhì)量、 講效益、講效率的。只有合理地選擇切削刀具和切削用 量，才能保證任務的順利完成，同時也使效益大化。
伯特利數(shù)控相關產(chǎn)品：加工中心,鉆攻中心,高速加工中心,立式加工中心,雕銑機