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专科毕业设计（论文）
数控加工刀具的选择与切削用量的探讨
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目 录
1. 数控加工常用刀具的种类及特点 .................................................. 1 2. 数控加工刀具的选择 ..................................................................... 2 2.1. 数控刀具选择的原则 ............................................................ 2 2.2. 选择数控车削用刀具 ............................................................ 3 2.3. 选择数控铣削用刀具 ............................................................ 4 3. 设置刀点和换刀点 ........................................................................ 4 4. 数控加工切削用量的确定 ............................................................. 5
数控加工切削用量的讨探
数控加工工艺中重要的内容就是刀具的选择和切削用量的确定，它不仅影响数控车床的加工效率，而且直接影响到产品的加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专用的工艺文件。
现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的许多问题。比如刀具选择、 加工路径规划、切削用量设计等，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工的，这与普通车床形成了鲜明的对比，同时也要求编程人员必须要掌握刀具的选择和切削用量的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。 1. 数控加工常用刀具的种类及特点
数控加工的刀具必须适应数控车床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：（1）整体式；（2）镶嵌式，采用焊接或机夹连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；（3）特殊形式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具的材料可分为：（1）高速钢刀具；（2）硬质合金钢刀具；（3）金钢石刀具；（4）其他材料刀具等。从切削工艺上可分为：（1）车削刀具，分外圆、内孔、螺纹切割刀具等；（2）钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；（3）镗削刀具；（4）铣削刀具等。为了适应数控车床对刀具耐用、稳定、易调、可换等要求，近年机夹式可转位刀具得到了方泛的应用，在数量上达到数控刀具的30%-40%，金属切除量占总数的80%-90%。
数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下
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几个特点：（1）刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗震及热变形小；（2）互换性好，便于快速换刀；（3）寿命长，切削性能稳定、可靠；（4）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；（5）刀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，以利于编程和刀具管理。 2. 数控加工刀具的选择 2.1. 数控刀具选择的原则
刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了允分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15 - 30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些尤其应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得低些。当某工序单位时间内所分解到的全厂开支较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
刀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择刀具和刀柄。刀具选择总的原则是：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，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀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
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片的玉米铣刀；对一些立体形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。
在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此为保证加工精度，切削行距一般取得很密，故球头刀具常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率都优于球头刀，因此在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优选平头刀。另外刀具的耐用度精度与刀具的价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，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。
在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确的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，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。
在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长。因此，必须合理的安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：（1）尽量减少刀具数量；（2）一把刀具装夹后，应完成所能进行加工的所有部位；（3）精加工和粗加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；（4）先铣后钻；（5）先进行曲面精加工，后进行二维轮廓加工；（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。 2.2. 选择数控车削用刀具
数控车削车刀常用的一般分成型车刀、尖形车刀、圆弧形车刀等三类。成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形伏和尺寸决定。数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹刀等。在数控加工中，应尽量少用或不用成型车刀。尖形车刀是以直线形切
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