简析数控机床刀具选择和合理使用

数控加工dao具要适应数控机床高速和自动化程度高的特点，一般应包括通用dao具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接dao具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。

　　数控dao具的分类有多种方法。

　　根据dao具结构可分为：①整体式;②镶嵌式，采用机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种;③特殊型式，如复合式dao具、减震式dao具等。

　　根据制造dao具所用的材料可分为：①高速钢dao具;②硬质合金dao具;③金刚石dao具;④其他材料dao具，如立方氮化硼dao具、陶瓷dao具等。

　　从切削工艺上可分为：①车削dao具，分外圆、内孔、螺纹、切割dao具等多种;②钻削dao具，包括钻头、铰刀、丝锥等;③镗削dao具;④铣削dao具等。

　　为了适应数控机床对dao具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位dao具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控dao具的30～40，金属切除量占总数的80～90.

　　数控dao具与普通机床上所用的dao具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：①刚性好(尤其是粗加工dao具)、精度高、抗振及热变形小;②互换性好，便于快速换刀;③寿命高，切削性能稳定、可靠;④dao具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间;⑤dao具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除;⑥系列化、标准化，以利于编程和dao具管理。

　　dao具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用dao具及刀柄。

　　dao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，尽量选择较短的刀柄，以提高dao具加工的刚性。选取dao具时，要使dao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。

　　在进行曲面(模具)加工时，由于球头dao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dao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，dao具的耐用度和精度与dao具关系很大，要引起注意的是，在大多数情况下，选择好的dao具虽然增加了dao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。

　　在加工上，各种dao具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此要采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准dao具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定dao具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工采用TSG工具系统，其刀柄有直柄(3种规格)和锥柄(4种规格)2种，共包括16种不同用途的刀柄。

　　在经济型数控机床的加工过程中，由于dao具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，要合理安排dao具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少dao具数量;②一把dao具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤;③粗精加工的dao具应分开使用，即使是相同尺寸规格的dao具;④先铣后钻;⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

　　合理选择切削用量的原则是：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t.在机床、工件和dao具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个措施。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dao具直径d成正比，与切削成反比。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dao具耐用度的关系比较密切。随着v的加大，dao具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于dao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。　　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=nd/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vF.vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及dao具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF可选择得大些。在加工过程中，vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是*大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的控制