数控加工中心刀具和切削用量的选择探讨

    刀具是机床实现切削加工的直接执行者，刀具的选择和切削用量的选择合理与否，不仅影响到被加工零件的质量，甚至可以决定机床功效的发挥和安全生产的顺利进行。所以，在编加工程序时，要选择合理的刀具和切削用量，不但可以有效提高切削效率和加工质量，还可降低成本以获得最佳经济效益。

1 加工中心用刀具的基本特征

    为了适应数控机床加工精度、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数少等要求，数控机床对所用的刀具有许多性能的要求，加工中心用刀具及刀具系统有以下特点：

    (1)刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系统化；

    (2)刀片和刀具参数及切削参数的规范化、典型化；

    (3)刀片或刀具材料及切削参数与被加工工件材料相匹配；

    (4)刀片或刀具的使用寿命长，加工刚性好；

    (5)刀片及刀柄的定位精度高，刀柄对机床主轴的相对位置要求较高；

    (6)刀柄须有较高的强度、刚度和耐磨性，刀柄及刀具系统的重量不能超标；

    (7)刀柄的转位、重装和重复定位精度要求高。

2 加工中心用刀具材料

    2.1 常用刀具材料

    常用数控刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等，其中高速钢、硬质合金、涂层硬质合金在数控加工中的应用最广泛。

    2.2 刀具性能的比较

    在常用的刀具中，高速钢、涂层高速钢的韧性最好，涂层硬质合金的硬度较高，硬质合金刀具层中，陶瓷刀具、立方氮化硼、金刚石刀具的硬度更高。除特殊材料外，一般不用这几种材料的刀具(由于其硬度较高刃磨难度大，而成型刀具切削刃不易锋利，容易崩刃， 通常用于较硬的材料加工)。

    2.3 刀具种类

    数控加工中心常用刀具种类较多，根据刀具用途，可分为轮廓类加工刀具和孔类加工刀具等。

    2.3.1 轮廓类加工刀具

    第一，面铣刀。刀片和刀齿与刀体的安装方式有整体焊接式，机夹焊接式和可转位式三种，运用较多的是可转位式。当刀片切削刃磨钝或报废时，可直接在机床上转位或者更换刀片，从而大大提高加工效率和产品质量，根据不同的工件外形不同的机床性能，选择适当直径大小的刀具型号使用方便快捷。面铣刀直径一般为40～400mm。

    第二，立铣刀。立铣刀是数控机床运用的较广泛的一种刀具，有整体式和镶刀片式两种。一般直径在Φ20mm以下用整体式。直径在Φ20mm以上多用于镶齿式，还有刀尖圆弧式铣刀，多用于模具加工，适用于曲面的大量 加工，现在的硬质合金立铣刀也可取代键槽铣刀作垂直进给。