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數控銑床刀具選擇論文
數控銑床刀具選擇論文
摘 要：隨著工業水平的發展，數控銑床在現代化工業生產中發揮著越來越重要的作用，在數控銑床中合理的選擇刀具是一件很重要的事，能否正確的選擇刀具決定著加工零件的質量、加工的效率、加工成本等。本文從刀具材料要求和如何進行對刀具選擇兩個方面進行了探究。
關鍵詞：數控銑床;數控刀具;刀具材料;零件質量
“三分加工，七分刀具”這是對普通加工的真實寫照，其實，對于數控加工而言，刀具的作用更勝于普通加工，尤其在刀具方面更是數控加工所獨有。下面從刀具的材料要求和刀具選擇兩個方面對刀具在數控加工中的重要作一下探究。
一、銑床刀具材料
金屬在切削過程中，刀具切削部分是在較大的切削壓力、較高的切削溫度級劇烈摩擦條件下工作的。在切削余量不均勻級斷續加工時，刀具受到很大的沖擊和振動，因此，刀具切削部分材料應具備如下性能：
1.高硬度。硬度是刀具材料最基本的性能，其硬度必須高于工件材料的硬度，方能將工件上多余的金屬切削掉。
2.高耐磨性。高耐磨性是刀具抵抗磨損的能力，在劇烈的摩擦下刀具磨損要小高耐磨性一方面取決于它的硬度;另一方面與它的化學成分、纖維組織有關。材料硬度越高，耐磨性越好;含有耐磨的合金化合物越多，晶粒越細，分布均勻則耐磨性越好。
3.足夠的強度和韌度。切削時刀具要能承受各種壓力與沖擊。一般用抗彎強度和沖擊來衡量材料強度與韌度的高低。
4.高耐熱性與化學穩定性。高耐熱性，是指刀具在高溫下仍能保持原有的硬度，強度，韌度還耐磨性能。化學穩定性，是指高溫下不易與加工材料或周圍介質發生化學反應的能力，包括抗氧化能力和粘結能力。化學穩定性越高，刀具磨損越慢，加工表面質量越好。
二、銑床刀具的選擇
1.常用刀具的種類
數控加工刀具必須適應數控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯接刀具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸標準化和系列化。
(1)根據刀具結構可分為：
整體式; 鑲嵌式，采用焊接或機夾式聯接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種;特殊型式，如復合式刀具、減震式刀具等。
(2)根據制造刀具所用的材料可分為：
高速鋼刀具; 硬質合金刀具; 金剛石刀具; 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。
(3)從切削工藝上可分為：
車削刀具，分外圓、內孔、螺紋、切割刀具等多種; 鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等; 鏜削刀具; 銑削刀具等。
為了適應數控機床對刀具耐用、穩定、易調、可換等的要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用，在數量上達到整個數控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數的80%～90%。
2.刀具的選擇
刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應銑床刀具的選擇分銑刀直徑選擇和銑刀齒數選擇。銑刀直徑的選擇：一般盡可能選用小直徑規格的銑刀，因為銑刀直徑大，切削力矩增大，易造成切削振動，而且銑刀的切入長度增加，使銑削效率下降。
當然，也不盡然，當銑刀的剛性較差，則應按加工情況盡可能選用較大直徑的銑刀，以增加銑刀的剛性。
選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀;銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在經濟型數控機床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。
一般應遵循以下原則：①盡量減少刀具數量;②一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工步驟;③粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規格的刀具;④先銑后鉆 ;⑤先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下，應盡可能利用數控機床的自動換刀功能，以提高生產效率等。
因此刀具選用時應該符合下列原則：
(1)平面銑削應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。一般采用二次走刀，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續走刀。
注意選好每次走刀寬度和銑刀直徑，使接刀刀痕不影響精切走刀精度。因此加工余量大又不均勻時，銑刀直徑要選小些。精加工時銑刀直徑要選大些，最好能包容加工面的整個寬度。
(2)立銑刀和鑲硬質合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。
為了提高槽寬的加工精度，減少銑刀的種類，加工時可采用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后用刀具半徑補償功能銑槽的兩邊。
(3)銑削平面零件的周邊輪廓一般采用立銑刀。
(4)加工型面零件和變斜角輪廓外形時常采用球頭刀、環形刀、鼓形刀和錐形刀等。
參考文獻：
[1] 楊建明.數控加工工藝學與編程.北京：大學出版社，2006
[2] 華茂發.數控機床加工工藝.北京： 機械工業出版社.2004.
[3] 鄧廣敏. 加工中心操作工.北京.化學工業出版社.2005
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