試析如何選擇數控銑加工的刀具和切削用量
2021-8-31 來源：海寧市高級技工學校 作者： 陸佳浩 華祖榮
摘要：對于數控銑加工零部件而言，工件成品的質量至關重要，在銑加工的過程中，影響工件成品質量的因素除了數控機床自身的水平和運行精度之外，最重要的就是銑加工刀具的選擇和切削用量的控制，這兩個因素對于工件加工的質量、成本和效率都有關鍵性的影響。本文中結合筆者多年的數控加工經驗，論述了在進行數控銑加工的過程中刀具的選擇和切削用量控制的相關問題。
關鍵詞：數控銑加工；刀具；切削量
數控銑加工是指采用數控機床配合專用銑加工刀具，對工件表面金屬進行切削，以達到制定形狀和光潔度的操作，是機械加工領域的一種常見操作。數控銑加工的切削量控制任務由數控機床完成，但是真正與工件接觸、直接影響工件加工質量的則是各類刀具。因此，如何根據工件材料、形狀、表面光潔度要求等指標選擇合適的刀具并配合合理的切削量就成了銑加工的一個重要問題。
1、數控銑加工如何選擇刀具
數控銑床對于配套刀具有較高的要求，刀具必須具備高精度、高強度、高剛性的特點，并且能夠便捷地進行安裝調整。不同的刀具具有長短不同的刀柄及刀頭形狀，在選擇時應當考慮到銑床的安裝加持能力、工件的材料特性、加工方式等諸多因素，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的剛度，滿足加工精度的要求，延長刀具使用壽命。
1.1 常見的銑刀種類
由于加工工件的材料和形式多種多樣，所以，銑刀的種類和形式也各不相同。目前，各類銑刀通常根據材料、結構或刀頭形狀來進行分類。根據材料的不同，銑刀可以分為高速鋼刀具、合金鋼刀具、金剛石刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具等[1]。不同材料的刀具有不同的硬度和剛性，適用于不同材質工件的加工。按照刀具的結構，也可以將銑刀分為整體式刀具和鑲嵌式刀具，其中的鑲嵌式刀具又可以分為焊接式和機夾式。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
數控銑加工是一項相當復雜的操作，選擇銑刀時，應當考慮到加工材料的性能和特點，諸如有色金屬、黑色金屬、復合材料、高分子材料在刀具的選擇上都各不相同，另外，材料的硬度、韌性、剛度、耐磨性等屬性也應當考慮在內[2]。另外，數控銑加工的主要加工能力依靠數控機床提供，因此，在選擇刀具的過程中也應當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道工序。
1.3 數控銑床常見刀具的用途
（1）立銑刀：這類刀具適合于在工件表面進行凸臺或凹槽等形狀的加工，也可用于開粗、光整以及清根等加工操作。
（2）鍵槽銑刀：這類銑刀顧名思義，比較適合于在工件上加工各種腔槽、鍵槽形狀。
（3）球刀：這類刀具比較適合切削量較小的表面光整加工，由于切削量小，效率較低，一般不用于大塊形狀的處理。
（4）面銑刀：主要用于加工大面積平面工件。
1.4 實踐中刀具選擇的原則
總的來說，在銑刀的選擇上，應當以便于安裝調整、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前提下，盡量選擇刀柄較短的刀具，從而提高刀具的工作剛度，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的問題，加工不同形狀的工件對于銑刀的種類、刀頭的形狀都有著不同的要求，如果選擇不當，將會嚴重影響工件的加工質量，甚至出現大量殘次品，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工是通過不同方向的切削來實現的，不同的切削量對工件加工的速度、質量以及刀具的使用壽命都有著重大的影響。切削量主要包括切削速度、背吃刀量、側吃刀量等指標。針對不同的情況應當選用不同的切削量，以工件的加工精度和表面光潔度為主要標準，通過科學的計算設置切削量，以求達到加工質量、效率和減少刀具損耗三者的平衡。
2.1 確定切削速度
切削速度的選擇需要考慮工件硬度、刀具材料、刀具壽命等諸多因素，在進行粗加工操作時應當適當降低切削速度，因為此時的切削深度通常較大，一旦選擇較高的切削速度將會產生較高的工作溫度，降低刀具的使用壽命。相反，在進行精加工作業時可以適當提高切削速度，保證工件表面精度和工作效率。
2.2 確定給進速度
給進速度是關系到加工效率的一個重要指標，指的是每分鐘切削的深度，一般在 100 至 200 毫米之間。在使用高速鋼刀具或進行深孔加工操作的過程中，應當根據實際情況降低給進速度，一般保持在每分鐘 20 毫米至 50 毫米左右。
2.3 吃刀量的確定
背吃刀量（側吃刀量）的確定關系到加工的操作安全以及刀具與機床的使用壽命，如果吃刀量過大，就有可能產生撞刀事故，損壞刀具或機床。但是，在一定范圍內選擇可以承受的最大吃刀量能夠減少走刀次數，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，應當錄入合理的切削量，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。
投稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關信息
