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試析如何選擇數控銑加工的刀具和切削用量

2021-8-31 來源：海寧市高級（jí）技工學校作者：陸佳浩華祖榮

摘要：對於數控銑加工零部件而言，工件成品的質量至關重要，在銑加工的過程（chéng）中，影響工件成品質量的因素除了數控機床自身的水平和（hé）運行精度之外，最重要的就是銑加（jiā）工刀具的選擇和切削（xuē）用量的控製，這兩個因素對於工件（jiàn）加工的質量、成本和效率都有關鍵性的影響。本（běn）文中結合筆（bǐ）者多年的數控加工經（jīng）驗（yàn），論述了在進行數控銑加工的過（guò）程中刀具（jù）的選擇和切削用量控（kòng）製的相關問題。

關鍵詞：數控銑加工（gōng）；刀具；切削量（liàng）

數控銑加工（gōng）是指采用數控機床配合專用銑（xǐ）加工刀具，對工件表麵金屬進行（háng）切削，以達到製定形（xíng）狀和光潔度的操作，是機械加工領域（yù）的一種常（cháng）見操作。數控（kòng）銑加工的切削量控製任務由數控機（jī）床完成，但（dàn）是真正與工件接（jiē）觸、直接影響工件加工質量的則是各（gè）類刀具（jù）。因此，如何根（gēn）據工（gōng）件材（cái）料、形狀、表麵光潔（jié）度要求等指標選擇合適的刀具並（bìng）配合合理的切（qiē）削量就成了銑加工的一個重要問題（tí）。

1、數控銑加工如何選擇刀具

數控銑（xǐ）床對於配（pèi）套刀具有較高的要求，刀具必須具備高（gāo）精度、高強（qiáng）度、高剛性的特（tè）點（diǎn），並且能夠便捷地進行安裝調整（zhěng）。不同的刀具（jù）具有長短不同的（de）刀（dāo）柄及刀頭形（xíng）狀，在選擇時應當考慮到（dào）銑床的安裝加持能力（lì）、工件的材料特性、加（jiā）工方式等諸多因素，在充分滿足其他條件的前提下盡量選擇刀柄短的刀具，從而最大限度地提升刀具（jù）的剛度，滿足加（jiā）工精度的要求，延長刀具使（shǐ）用壽命。

1.1 常見的銑刀種（zhǒng）類

由於加工工件（jiàn）的材料和形式多種多樣，所以，銑刀的種類和形式也各（gè）不相同。目前，各類（lèi）銑（xǐ）刀通常根據材料、結（jié）構或刀頭形狀來進行分類。根據（jù）材料的不同，銑刀可以分（fèn）為高速鋼刀具、合金鋼刀具、金剛石刀具、陶瓷刀具（jù）和立方（fāng）氮化硼（péng）刀具等[1]。不同材（cái）料的刀具有不同的硬度和剛（gāng）性，適用於不同材質工件（jiàn）的加工。按照刀具的結（jié）構，也可以將銑刀分為整體式刀具和鑲嵌（qiàn）式刀具，其中的鑲嵌式刀具又可以分為焊（hàn）接式和（hé）機夾（jiá）式。根據刀頭形狀，又可以將銑刀分為球頭刀、平底刀、錐度刀、T形刀等。

1.2 影響銑刀選擇的因素

數控銑（xǐ）加工是一項（xiàng）相當複雜的操作，選擇銑刀時，應當考慮到加（jiā）工材料的性能和特（tè）點，諸如有色金（jīn）屬、黑色金（jīn）屬、複（fù）合材（cái）料（liào）、高（gāo）分子材料在刀具的選擇上都各（gè）不相（xiàng）同，另外（wài），材料的硬（yìng）度、韌性（xìng）、剛度、耐磨（mó）性等屬性也應當考慮在內[2]。另外，數控銑加（jiā）工的主要加工能力依靠數控機床提供，因此（cǐ），在選擇刀具的過程中也（yě）應當（dāng）考慮到數控機床的特點，盡量減少刀具的數量，實現一次裝夾完成多（duō）道工序。

1.3 數控銑床常見刀具（jù）的用途

（1）立銑刀（dāo）：這類刀具（jù）適合於在工件表麵進行凸台或凹槽等形狀的（de）加工，也可用於開粗、光整以（yǐ）及清根等加工（gōng）操作。

（2）鍵槽銑刀：這類銑刀顧名思義，比較適合於在工件上加（jiā）工各種腔槽、鍵槽形狀。

（3）球刀：這類刀具比較適合切削量較小的表麵光整加工，由於切削量小，效率較低，一般不用於大塊（kuài）形狀的處理。

（4）麵銑刀：主要用於加工大麵積平麵（miàn）工（gōng）件。

1.4 實踐中刀具選（xuǎn）擇（zé）的原則

總的來說，在銑刀的選擇上，應當以便於安裝調整、保證工件的加工精度、延長刀具使用壽命為基本原則，在保證加工質量和效率的（de）前（qián）提下，盡量選（xuǎn）擇刀柄較短的刀具，從而提高刀具的（de）工作剛度，延長刀具的使用壽命。工件的幾何形狀是銑刀選擇時的一個需要重點考慮（lǜ）的問題，加工不同形狀的工件對於銑（xǐ）刀的種類、刀頭的形狀（zhuàng）都有著不同的要求，如果（guǒ）選擇不當，將會嚴（yán）重影響工件的加工質量，甚至出現（xiàn）大量殘次品，造成損失。

2、數控銑加工的切削量確定

數控銑加工中對工件的加（jiā）工是通過不同方向的切削來實現（xiàn）的，不同的切削量對工件加工的速度、質量以（yǐ）及刀具的使用（yòng）壽命都有著重大的影響。切削（xuē）量主要包括切削速度、背吃刀量、側吃刀量等指標。針對不同的情（qíng）況應當選用不同的切削（xuē）量，以工件的加工精（jīng）度和表麵光潔度為主要（yào）標準，通過科學（xué）的計算設置切削量，以求達到加工質量、效率和減少刀具損耗三（sān）者的平衡。

2.1 確（què）定切（qiē）削速度

切削速度的選擇（zé）需要考慮工件硬度、刀具材料、刀具壽命等諸多因（yīn）素，在進行粗加工操作（zuò）時（shí）應（yīng）當適當降低切削速度，因為此時的切削（xuē）深度通常較（jiào）大，一旦選擇較高的切削速度將會產生較（jiào）高（gāo）的工作溫度，降低（dī）刀具的使用壽（shòu）命。相反，在進行精加工作業（yè）時可以（yǐ）適當提高切（qiē）削（xuē）速（sù）度，保證工件表麵精度和工作效（xiào）率。

2.2 確定給進速度

給進速度是關係到加工效（xiào）率的（de）一個重要指標，指（zhǐ）的是每分鍾切削的（de）深度，一般在 100 至 200 毫米之間。在使用高速鋼刀具或進行（háng）深（shēn）孔（kǒng）加工操作的過程中，應當根據（jù）實際情況降低給進速度，一般保持在每分鍾 20 毫（háo）米至 50 毫米左右。

2.3 吃刀（dāo）量的確定

背吃刀量（側吃刀量）的確定關係到加工（gōng）的操（cāo）作安全以及刀具與機床的使用壽（shòu）命，如果吃刀量過大，就有可（kě）能產生撞刀事故，損壞刀具或機床。但是（shì），在一定範圍內選（xuǎn）擇可以承受的最大吃（chī）刀量能夠減（jiǎn）少走刀次（cì）數，提高生產效率。

綜上所述，使用數控機床進行銑加工，需要根據不同的工件材料、加工形狀、精度要求選擇不同的刀具。在進行編程過程中，應（yīng）當錄入合（hé）理的切削量，在保證加工質量和效率的前提下盡量提高刀具的使用壽命，達到獲取最佳生產經營效益的目的。

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