数控切削中刀具的选择与应用分析

Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ＆ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｍｔ
数控切削 中刀具 的选择 与应用分析
裴计达 乔 宇
（ 沈阳床 集团中捷机床有限公司技术部 ）
特性，加工阶段工区别以及 刀具的 自身特 性确定 刀具选择 的主 要条 件，从以下几个方面进行分析 ： 根据零件加工区域的特点选 择刀具和几何参数。在 零件 结构允 许的情况下应选用大直径 、长径比值小的刀具；切削薄壁 、超 薄壁 【 关键词 】 加工 工艺；刀具选择 ；数控切削 零件的过中心铣刀端刃应有足够的 向心角，以减少刀具和切 削部位 的切削力。加工铝、铜等较软材料零件 时应选择前角稍大一些的立 引 言 铣刀，齿数也不要超 过 ４齿 。 在现代化 的制造企业 中数控切 削起着举足轻重 的作用 ，制造型 根据零件材料 的切削性能选择刀具 。如车或铣高强度钢、钛合 企 业不断引进现代化 的数 控切削设备， 以提高产 品的生 产效率与加 金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好 的可转位硬质合金刀具。 工质量 在数控切 削中，产 品的加工质量不仅取 决于数控机床 自身 根据零件相应 的加工阶段选择刀具 。在零件 的粗加工阶段应以 的精度， 还与数控切 削中的刀具选择密切相关， 与传 统加 工方法相 比 去除余量为主 ，适合选择刚性较好 、精度较低的刀具 ，在半精加工 数控切 削机床本 身的主轴输 出功率较大 ，转速范 围及切 削能力远 高 与精加工阶段 ，零件 以保证其加工精度和产品质量为主 ，适合选择 于普通机床 ，因此对数控切 削刀具 的选择提 出了更高的要 求。因此 耐用度高、精度较高 的刀具 。粗加工阶段所用刀具的精度最低 、而 在 数控切 削进行产 品及零部件 的加工 中， 要按照数控 刀具选择 原则 ， 精加工阶段所用刀具的精度最高， 如果粗、 精加工选择相 同的刀具 ， 对 切削用量进 行科学的分析，充分 考虑零部 件的材 质与刀具的匹配 建议粗加工时选用精加工淘汰下来 的刀具 ，因为精加工淘汰的刀具 参数， 从而采 取适 当的工艺措施， 利 用数控机 床加 工精度 高的特 点有 磨损情况大 多为刃部轻微磨损 ，涂层磨损修光 ，继续使用会影响精 效地保证数控机床 加工质量， 适 应现阶段零件高精度 多 品种小批 量 加工 的加工质量 ，但对粗加工的影响较 小。 订 制加 工 的特 点 。 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 １数控刀具分类与选用原则分析 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 数 控 刀 具 根 据 相 应 的 刀 刃 形 状 与 切 削 方 式 与 工 艺 的 不 同 可 分 为 寸相适应 。生产 中，毛坯表面或粗加工孔通常选用镶有硬质合金刀 三大类 ，包括系列化通用刀具，如车刀类、铣刀类、刨刀类、镗刀 片的玉 米铣 刀；平面 零件 的铣 削选 用硬质合金刀 片铣刀 ，其周边轮 类、钻头类、铰刀类和锯类等：成形刀具，这类刀具具有与被加工 廓 的加 工通 常选 用 立 铣刀 ；在 凹槽 与 凸 台 的加 工 中 ，通 常 选 用 高速 工件预加工截面相同或接近相同的形状的刀刃，如成形车刀类、成 钢立铣 刀；而对 于加 工变斜 角轮廓 与复杂立体型 面的外形 时通 常采 形 铣 刀 类 、成 形 刨 刀 类 、拉 刀 类 、圆锥 铰 刀 和 各 种 螺 纹 加 工 刀 具 等 ； 用 球 头 铣 刀 、 环 形铣 刀 、锥 形铣 刀 和盘 形铣 刀 。 刀具 选 择 中值 得 注 展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似形状 的工件 ，如滚齿刀 意 的 一 点 是 ， 选 择较 好 的 刀 具尽 管 增加 了 刀 具成 本 ，但 因此 带 来 的 类、剃齿刀类、 ， 插齿刀类、锥 齿轮刨 刀类和锥齿轮铣刀盘等 。 加工效率与质量的提升，则可大大降低 整体 的加 工成本 。切 削用量 根据制造刀具所用的材 料可分 为：硬质合金刀具、高速钢刀具 、 包括主轴转速 ｎ（ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ） 、背吃刀量及进给速度 ｖ Ｆ等，具体数 值应 金刚石刀具、其他材料刀具，如立方 氮化硼 刀具 、陶瓷刀具等 。 根据机床说明书、刀具切削手册，并结合加工经验而 定，本文不做 数控刀具按工件加工表面形式的不同可分为 如下五类 ： 详细介绍，应使主轴转速、切削深度及进给速度 三者能相互适应， （ １ ）表面轮廓 类加工 刀具 ：包括 车刀、铣刀、刨刀、锉 刀外和 以形 成 最 佳 切 削 用量 。 表面拉刀等 ： 在数控加工 中心的刀具管理 中，所有的切削刀具都预先装在刀 （ ２ ） 内孔 类加 工 刀 具 包 括 镗 刀 、钻 头 、扩 孔 钻 、铰 刀 和 内表 库 中，刀具更换过程是通过抓刀和更换指令在数控程 序中实现相应 面拉刀等 ； 的换刀动作 ，因此应一次性选用成套的刀柄与刀具，并保证他们适 （ ３ ）螺 纹 类 加 工 刀 具 包括板牙、丝锥、螺 纹车刀 、螺 纹铣刀 合加工 中心刀具库系统规格， 以便数控加工用刀具能够迅速、准确 和 自动 开 合 螺 纹 切 头 等 ； 地安装到机床主轴上或返 回刀库 。编程人员应能够了解机床所用刀 （ ４ ）齿 轮 类 加 工 刀 具 包括滚齿刀、剃齿刀、插齿刀、锥齿轮 柄 的结构尺寸、调整方法 以及调整范围等方面的 内容 ，以保证在编 加工刀具等 ； 程时确定刀具的径向和轴向尺寸，合理 安排刀具 的排列顺序 。 （ ５ ） 切槽切断类刀具，包括切断车 刀、锯片铣刀、 镶 齿圆锯 片、 ３ 结 语 弓锯 带锯 等 等 。此 外 ，还 有 组 合 刀 具 。 随着数控机床在制造 型企业生产实 际中的广泛应用 ，数控刀具 现阶段数控机床选用的系列化标准化的数控刀具互换性强便于 的应用 已经成为数控加工 中的关键 问题之一 。在使用数控刀具过程 调整，而且 普遍具有刚性好，精度高，切削性能稳定等特点，利于 中，要在人机交 互状态下 即时选择刀具和确定切 削用量 。因此 ，切 各种粗精加工的选择并可进行科学的刀具管理。针对不同加工材质 削人员必须 熟悉 刀具种类 ，选择方法和切 削用量 的制定原则 ，从而 与加工方案 ，应选用不同的切削用量，在粗加工 中， 以提高生产率 满 足产 品及 零部件 的加工 效率 与加工质量 ，充分发挥数控机床 的优 为主要原则 ，兼顾经济性和加工成本；在半精加工和精加工时 ，以 势 ， 提高 企 业 的生 产 水 平 与 经 济 效 益 。 保证加工质量为主要原则，兼顾切 削效率 、经济性和加工成本 。 参考文献 ： ２ 数 控 刀具 选 择 方 法 与技 巧 『 １ １ 成 大先 机械设计手册， 第五卷 ｆ Ｍ １ ． 北京： 化 学工业 出版社， ２ ０ ０ ２ 刀具 的选择是数控切 削工艺 中的重要 内容之一 ，也是提高加工 【 ２ ］ ｍ 爱玲 ， 白 恩远 ． 现代数控机床 『 Ｍ１ ． 北京 ： 国防 工 业 出版 社 ， ２ ０ ０ ３ 效率的先决条件之一 ，根据被加工零件 的加工 区域特性 ，切 削材料 ｆ ３ １ 王杰等． 机械 制造 工程 学『 Ｍ１ ． 北京： 北京邮 电大学 出版社， ２ ０ ０ ４