数控刀具的选择和切削量的确定

目前，许多CAD/CAM 软件包都提供了自动编程功能。这些软件一般都方便编程接口，比如刀具选择、加工路径规划、切削量设置等工艺规划相关项目。程序员只需要设置相关问题。参数可以完成自动生成数控程序并发送到数控机床的过程。因此，与普通机床加工相比，cnc加工中的刀具选择和切削量确定是在人机交互的状态下完成的。同时，程序员需要掌握刀具选择和切削量确定的基本原则。编程时要仔细考虑CNC加工的特点。本文讨论了数控编程中必须面对的刀具选择和切削量确定的问题，给出了一些原则和建议，并讨论了需要注意的问题。

CNC加工常用刀具的种类及特点

数控机床必须适应数控机床的高速、高效、高自动化，通用刀具、万能连接刀架、专用刀架数量较少。刀架与刀具相连，附在机床动力头上，逐步标准化、系列化。数控刀具的分类方法有很多种。

根据工具结构，可分为以下几种。

1、积分

2、镶嵌式可将机夹式分为焊接或机夹连接两种。

3、复合工具、减震器等特殊类型。

根据制造工具的材料，它们分为以下几种。

1、高速钢工具

2、硬质合金刀具

3、金刚石工具

4、其他材料工具，如立方氮化硼工具和陶瓷工具。

从切割过程中分离出来，

1、车削外圆、内孔、螺纹、切削刀具等的刀具。

2、钻具包括钻头、铰刀、丝锥等。

3、镗刀

4、铣床等

为满足数控机床对刀具耐用、稳定、可调、可更换的要求，机夹分度刀具近年来得到广泛应用，达到数控刀具总量的30%～40%。金额占总量的80%至90%。

与普通机床使用的刀具相比，cnc刀具主要包括以下特点。

1、刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振性和热变形小

2、兼容性好，更换工具方便快捷

3、长寿命、稳定、高可靠性的切削性能

4、刀具尺寸调整方便，减少换刀调整时间

5、工具必须能够可靠地折断或回滚刀尖，以便于取出刀尖。

6、系列化、标准化，方便编程和刀具管理

工具选择

CNC加工刀具的选择

刀具选择是在数控程序的人机交互状态下进行的。根据机床的加工能力、工件的性能、加工工序、切削量等，正确选择刀具和刀架。

刀具选用的一般原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工条件的前提下，选用较短的刀柄提高刀具加工的刚性。

选择刀具时，使刀具的尺寸与工件的表面尺寸相匹配。

在生产中，立铣刀通常用于处理平坦区域的周边轮廓。铣削平面时，选择硬质合金刀片铣刀。对于机加工的凸台和凹槽，选择高速钢立铣刀。在加工毛坯表面或粗加工孔时，您可以选择带有硬质合金刀片的锥形铣床。球头立铣刀、环形铣刀、圆锥铣刀和圆盘铣刀常用于几种3D轮廓和可变斜角轮廓的加工。

加工自由曲面时，球头刀具端部的切削速度为零，所以为了保证加工精度，切削线间距一般很大，所以对于表面精加工，经常使用球头。平头刀具在表面处理质量和切削效率方面优于球头刀具。因此，作为保证不切削的前提，无论曲面是粗化还是精加工，都优选平头工具。此外，工具的耐用性和精度与工具的价格有很大关系。需要注意的是，在很多情况下，良好的刀具选择会增加刀具成本，但由此带来的加工质量和效率的提高可以显着降低整体加工成本。

在加工中心，可在刀库中安装各种刀具，并可根据程序规则随时进行刀具选择和换刀。因此，必须使用标准刀柄在机床主轴或刀库上快速、准确地安装标准刀具，用于钻孔、镗孔、充气、铣削等工艺。编程人员需要了解机床所用刀架的结构尺寸、调整方法和调整范围，在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。

在经济型cnc加工中，刀具刃磨、测量、更换主要靠人工进行，辅助时间较长。因此，刀具放置顺序必须合理。一般来说，应该添加以下原则：

1、尽量减少工具数量

2、刀具装夹后，应完成所有能做的加工部位

3、即使刀具尺寸相同，粗精加工刀具也必须分开使用。

4、铣削

5、先进行表面精加工，再进行二维轮廓精加工。

6、可能的话，尽量使用数控机床的自动换刀功能，提高生产效率。

在经济型cnc加工中，刀具刃磨、测量、更换主要靠人工进行，辅助时间较长。因此，刀具放置顺序必须合理。一般来说，应该添加以下原则：

1、尽量减少工具数量

2、刀具装夹后，应完成所有能做的加工部位

3、即使刀具尺寸相同，粗精加工刀具也必须分开使用。

4、铣削

5、先进行表面精加工，再进行二维轮廓精加工。

6、可能的话，尽量使用数控机床的自动换刀功能，提高生产效率。

CNC加工中切削量的确定

合理选择切削量的原则主要是提高粗加工的生产率，但也要考虑经济效益和加工成本。经济性和加工成本 具体数值根据机床手册、切削量手册、经验确定。

1、切削深度。

 如果机床、工件或刀具的刚度可以接受，则 t 等于加工余量。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般要留出精加工余量。数控机床的精加工余量略小于普通机床。

2、切割宽度L。

通常，L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。在经济型数控加工中，L的一般取值范围为L。

3、切削速度V。

增加 V 也是提高生产率的衡量标准，但 V 与刀具耐用性密切相关。随着 V 的增加，工具的耐用性急剧下降，因此 V 的选择主要取决于工具的耐用性。切削速度也与被处理的材料密切相关。例如，当用立铣刀铣削 30 CrNi 2 MoVA 合金时，V 可以约为 8 m/min。用同一把立铣刀铣削铝合金时，可达到200m/min以上。

进给速度 VF

VF 是根据零件的加工精度和表面粗糙度要求来选择的，与要加工的刀具和材料一样。增加VF也可以提高生产效率。如果表面粗糙度低，则可以增加 Vf。在加工过程中，可以通过机床控制面板上的微调开关手动调整VF，但最大进给速度受设备刚性和供电系统性能的限制。