数控加工中刀具的选用

　　(2)数控加工中心用刀具的选用

　　加工中心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，尽量选择较粗、较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。加工中心常用的刀具主要有铣削加工刀具和孔加工用刀具两大类。铣削加工用刀具包括面铣刀、立铣刀等。孔加工类刀具主要有中心钻、麻花钻、镗刀、丝锥、锪钻等。现在简单介绍这些刀具的选用要点。

　　1)面铣刀的选用

　　面铣刀是一种比较常用的铣刀，主要用来加工平面、台阶面等，比较常用的几种有CoroMiU245、CoroMill290、CoroMill390和ComMiU790四种。其中CoroMill 245型面铣刀主要用于加工中心和小型铣床，一般用于加工平面、倒角、台阶面等；CoroMill 290型通用方肩铣刀是一种比较通用的面铣刀，一般用于加工平面、台阶面、沟槽和镗孔加工，通常用于圆弧插补镗削；CoroMill390型通用方肩面铣刀，适合加工所有类型的材料，一般用于加工平面、台阶面、沟槽和镗孔加工，在刀具大悬伸和不稳定的加工条件下，可以利用插铣方式进行加工，也可以进行有限宽度的凹窝加工。CoroMill 790铝铣刀的刀具外形及加工特点和390型铣刀非常相似，CoroMill 790刀具是专为满足航天航空业加工要求极高的飞机翼架零件而研发的，主要适用于镁、铝合金和其他有色金属材料的加工。和390型铣刀的区别在于790型刀片的后部带有独特的齿型沟槽，和刀体支撑面上的沟槽牢固的支撑和固定住，以防止过高的速度时产生的高轴向力引起的移位。

　　2)立铣刀的选用

　　整体硬质合金立铣刀具有底刃和侧刃，主要用于加台阶面、沟槽、仿形加工，以及刀具尺寸受限制的内凹轮廓及成形表面，加工时可同时利用刀具的底刃和侧刃切削，加工范围广泛，加工方式灵活，在生产中广泛采用。

　　常用的整体硬质合金立铣刀种类很多，选用也比较简单，选用时尽量选取直径较大的刀具，这样刀具刚性好，金属切除率高，选用时一定要注意刀具半径要小于零件内凹轮廓的半径。数控机床具有圆弧插补的功能，对于内凹圆轮廓的加工尽量选用小直径刀用圆弧指令来加工。不同的立铣刀具有不同的刀齿数，通常精加工选用刀齿数多的铣刀。一般的立铣刀刀刃不过中心，不能进行钻孔加工，进刀时应选用其它方式，如必须进行钻孔加工，应选用刀刃过中心的铣刀或键槽铣刀。

　　铣削加工选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；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；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。

　　在进行自由曲面(模具)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，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而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。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了月具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。

　　3)孔加工刀具的选用

　　在加工中心上进行孔加工，通常分为三个工步进行，先用中心钻打中心孔、再用钻头钻孔、最后用镗刀和铰刀进行孔的精加工。中心钻通常只有Φ1.5和Φ3两种，使用尽量选大的，钻头选择时要注意给精加工留有0.4～0.6mm的余量即可，铰刀是一种定尺寸刀具，应按零件的中差值进行选用。孔加工时重点是镗刀的选用。常用的镗刀分为粗镗刀和精镗刀两类，常用的粗镗刀具多为带有两个刀片的镗削刀具，一般用于镗削通孔、台阶孔，也可利用单刃镗削，精镗刀具都带有镗孔直径调节装置，刀头可在一定范围内进行调整。使用时也要调整到镗孔的中差尺寸。

　　3 加工过程中切削用量的确定

　　切削用量的选择是决定加工效率和表面加工质量最主要的因素，在加工中应合理的进行选用，选择切削用量的主要原则是：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。具体要考虑以下几个因素：

　　(1)切削深度a_p：在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，a_p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L：一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.6—0.9)d。

　　(3)切削速度v：提高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v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，v可采用8m／min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选200M／min以上。一般在刀具样本中有选用刀片的推荐切削速度值，使用者可根据被加工工件的材料进行选用，机床说明书推荐的切削速度值都较大，建议选用时可适当减少。

　　(4)主轴转速n(r／min)：主轴转速一般根据切削速度V=来选定。计算公式为：v=πdn/1000。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)进给速度叭Vr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。Vf的增加也可以提高生产效率。但表面粗糙度会大大降低，因此在粗加工和加工表面粗糙度要求低时，Vf可选择得大些。精加工一般要根据表面粗糙度值选取，现在数控机床都设有进给倍率修调旋钮，编程时可设置大一些，在加工过程中，根据具体加工状态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。

　　随着数控机床在生产实际中的广泛应用，越来越多的零件要在数控机床上加工。工件的材料和加工要求也各不相同，为了保证加工质量，提高加工效率，操作者和编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。