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【摘要】针对数控铣削的特点，探讨了铣削加工中如何正确地选择刀具，以及对切削用量的选择进行了探讨。
【关键词】数控铣床；刀具；切削用量
【中图分类号】TG547
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0170-01
1 前言
随着我国机械加工的飞速发展，数控机床的使用日益增多，为了保证数控机床能正常运行，只有配置了与数控机床性能相适应的刀具和切削用量，才能使其性能得到充分的发挥。尤其是CAD／CAM的发展，使得加工刀具和切削用量发展成为了编程人员在人机交互状态下进行选择的模式，最后通过编程软件自动生成加工代码，这就要求编程人员必须懂得刀具选择和切削用量确定的方法和原则。
2 数控铣削刀具的选择
数控铣削加工的刀具按铣刀形状可分为：平刀、球刀、牛鼻刀、异形刀等；按铣刀用途可分为：立铣刀、端铣刀、键槽铣刀等；按铣刀材料可分为：高速钢铣刀、硬质合金铣刀、金刚石铣刀、立方氮化硼铣刀、陶瓷铣刀等。编程人员应该根据数控铣床的加工能力、工件的材料性能、几何形状、表面品质要求、热处理状态、加工工序、切削用量、加工余量等，选择刚性好，耐用度高的刀具。选择刀具的一般原则是：尽量采用硬质合金或高性能材料制成的刀具；尽量采用机夹或可转位式刀具；尽量采用高效刀具。其中被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。
1 加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀，如图1所示。
2 铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图2所示。
3 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。
4 铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。
3 数控铣削加工切削用量的确定
切削用量由切削速度、进给量和背吃刀量三要素组成。在切削加工中，切削用量将直接影响加工工件的品质、刀具的磨损限度、机床的功率、生产率、加工成本等。因此切削用量的选择显得特别重要。
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，应在保证加工品质的前提下，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。
a 背吃月量ap印的选择：应该根据机床和刀具的刚度、加工余量多少而定。除留给下道工序的余量外，其余的粗铣余量尽可能一次切除，以使走刀次数最。提高生产效率；当粗铣余量太大或工艺系统刚性较差时，则其加工余量应分两次或数次走刀后切除。当切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等加工硬化严重的材料时，应尽最使背吃刀量超过硬出或砖硬层厚度，以防刀尖过早磨损。一般立铣刀粗铣时，背吃刀量以不超过铣刀半径为原则，但一般不超过7mm；半精铣时，背吃月量取为O.5-1mm；精铣时，背吃月量取为0.05～0.3mm。端铣刀粗铣时，背吃刀量一般为2-5mm；精铣时，背吃刀量取为0.1～0.5mm。
b 进给量F的选择：进给量是数控铣床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙要求、以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。当工件的品质要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给量。一般在100-200mm／min范围内选取。当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给量应选小些，一般在20-50mm／min范围内选取。生产实际中多采用查表法、经验法确定合理的进给量。半精加工和精加工时，则按加工表面粗糙度要求，根据工件材料，切削速度来选择进给量。
c 切削建度Vel的选择：铣削中主轴转速的确定就是通过确定切削速度来得到的。生产中经常根据实践经验和有关手册资料选取切削速度，然后算出主轴转速。选择切削速度的一般原则是：粗铣时，ap和f较大，故选择较低的V；精铣时，ap和f较小，故选择较高的Ve。工件材料强度、硬度高时，应选较低的Ve。刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高。主轴转速的计算公式为：n=1000Ve／πD。根据加工材料不同U厦所用月具直径不同，现以高速钢立铣刀为例将铣削的进给速度和主轴转速总结如表1所示。
4 总结
随着数控机床的普及，CAD／CAM技术得到了越来越多的应用，这也就使得刀具的选择和切削用量更多地是在人机交互状态下即时确定的。因此，数控编程人员必须掌握刀具和切削用量选择的基本方法和原则，这对于保证零件加工的品质和生产效率，发挥数控铣床的优越性具有重大的意义。
【关键词】数控铣床；刀具；切削用量
【中图分类号】TG547
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0170-01
1 前言
随着我国机械加工的飞速发展，数控机床的使用日益增多，为了保证数控机床能正常运行，只有配置了与数控机床性能相适应的刀具和切削用量，才能使其性能得到充分的发挥。尤其是CAD／CAM的发展，使得加工刀具和切削用量发展成为了编程人员在人机交互状态下进行选择的模式，最后通过编程软件自动生成加工代码，这就要求编程人员必须懂得刀具选择和切削用量确定的方法和原则。
2 数控铣削刀具的选择
数控铣削加工的刀具按铣刀形状可分为：平刀、球刀、牛鼻刀、异形刀等；按铣刀用途可分为：立铣刀、端铣刀、键槽铣刀等；按铣刀材料可分为：高速钢铣刀、硬质合金铣刀、金刚石铣刀、立方氮化硼铣刀、陶瓷铣刀等。编程人员应该根据数控铣床的加工能力、工件的材料性能、几何形状、表面品质要求、热处理状态、加工工序、切削用量、加工余量等，选择刚性好，耐用度高的刀具。选择刀具的一般原则是：尽量采用硬质合金或高性能材料制成的刀具；尽量采用机夹或可转位式刀具；尽量采用高效刀具。其中被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。
1 加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀，如图1所示。
2 铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图2所示。
3 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。
4 铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。
3 数控铣削加工切削用量的确定
切削用量由切削速度、进给量和背吃刀量三要素组成。在切削加工中，切削用量将直接影响加工工件的品质、刀具的磨损限度、机床的功率、生产率、加工成本等。因此切削用量的选择显得特别重要。
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，应在保证加工品质的前提下，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。
a 背吃月量ap印的选择：应该根据机床和刀具的刚度、加工余量多少而定。除留给下道工序的余量外，其余的粗铣余量尽可能一次切除，以使走刀次数最。提高生产效率；当粗铣余量太大或工艺系统刚性较差时，则其加工余量应分两次或数次走刀后切除。当切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等加工硬化严重的材料时，应尽最使背吃刀量超过硬出或砖硬层厚度，以防刀尖过早磨损。一般立铣刀粗铣时，背吃刀量以不超过铣刀半径为原则，但一般不超过7mm；半精铣时，背吃月量取为O.5-1mm；精铣时，背吃月量取为0.05～0.3mm。端铣刀粗铣时，背吃刀量一般为2-5mm；精铣时，背吃刀量取为0.1～0.5mm。
b 进给量F的选择：进给量是数控铣床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙要求、以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。当工件的品质要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给量。一般在100-200mm／min范围内选取。当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给量应选小些，一般在20-50mm／min范围内选取。生产实际中多采用查表法、经验法确定合理的进给量。半精加工和精加工时，则按加工表面粗糙度要求，根据工件材料，切削速度来选择进给量。
c 切削建度Vel的选择：铣削中主轴转速的确定就是通过确定切削速度来得到的。生产中经常根据实践经验和有关手册资料选取切削速度，然后算出主轴转速。选择切削速度的一般原则是：粗铣时，ap和f较大，故选择较低的V；精铣时，ap和f较小，故选择较高的Ve。工件材料强度、硬度高时，应选较低的Ve。刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高。主轴转速的计算公式为：n=1000Ve／πD。根据加工材料不同U厦所用月具直径不同，现以高速钢立铣刀为例将铣削的进给速度和主轴转速总结如表1所示。
4 总结
随着数控机床的普及，CAD／CAM技术得到了越来越多的应用，这也就使得刀具的选择和切削用量更多地是在人机交互状态下即时确定的。因此，数控编程人员必须掌握刀具和切削用量选择的基本方法和原则，这对于保证零件加工的品质和生产效率，发挥数控铣床的优越性具有重大的意义。