數(shù)控加工刀具的選擇及切削用量的確定畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　課題名稱:數(shù)控加工刀具的選擇及切削用量的確定</p><p>　　系 （部） 數(shù)控工程系 </p><p>　　專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) </p><p>　　班

2、 級(jí) 數(shù)控3092 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2011 ～ 2012

3、 學(xué)年第 1 學(xué)期</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在數(shù)控機(jī)床加工中，數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。</p><p>　　現(xiàn)在，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)

4、編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問(wèn)題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃 、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。</p><p>　　因此，隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一在數(shù)控程序的編制過(guò)程中，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)也要求

5、編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。眾所周知，在借助CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過(guò)程中，刀具的選擇和切削用量的確定是十分重要，它不僅對(duì)被加工零件的質(zhì)量影響巨大，甚至可以決定著機(jī)床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。所以無(wú)論是手工編程或計(jì)算機(jī)輔助編程，在編制加工程序時(shí)，選擇合理的刀具和切削用量，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。</p><p>　　關(guān)鍵詞：刀具；切削用量；數(shù)控加工。

6、</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　引 言4</b></p><p>　　1.數(shù)控車床刀具的選擇及切削用量的確定5</p><p>　　1.1 數(shù)控車床類刀具

7、知識(shí)5</p><p>　　1.1.1 刀具材料性能5</p><p>　　1.1.2 常用刀具材料6</p><p>　　1.1.3 如何選擇車床刀具12</p><p>　　1.2 數(shù)控車床切削用量的選擇及其如何確定13</p><p>　　2 數(shù)控銑加工中的刀具和切削用量合理選擇15</p>

8、;<p>　　2.1 刀具的選擇15</p><p>　　2.1.1一般應(yīng)遵循以下原則：18</p><p>　　2.2數(shù)控銑床切削用量的選擇18</p><p>　　2.2.1如何選擇切削用量18</p><p>　　2.2.2 切削用量的選擇原則19</p><p>　　3 CNC加工中心刀

9、具的選擇與切削用量的確定22</p><p>　　3.1數(shù)控加工刀具的選擇22</p><p>　　3.2 數(shù)控加工切削用量的確定23</p><p>　　4 圖樣設(shè)計(jì)（4-1）及程序編程24</p><p><b>　　結(jié) 論28</b></p><p><b>　　致

10、謝29</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)30</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且影響工件加工質(zhì)量。隨著CAD\CAM軟件技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)控加工中直接利用CAD或PRO/E軟件設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)成為可能，特別是

11、微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、編程的整個(gè)過(guò)程全在計(jì)算機(jī)上完成。例如選擇刀具、確定加工路線、設(shè)定切削用量等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成CNC程序，并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，一般不需要輸出專門的工藝文件。</p><p>　　因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，

12、同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。</p><p>　　銑床的出口量下降比較嚴(yán)重，部分產(chǎn)品出口轉(zhuǎn)內(nèi)銷，進(jìn)一步加劇了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。而對(duì)于產(chǎn)品檔次比較高的企業(yè)來(lái)說(shuō)，受到的沖擊就不是很明顯，特別是高精尖的高檔機(jī)床依舊是供不應(yīng)求。這些都在說(shuō)明，國(guó)內(nèi)機(jī)床市場(chǎng)轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。</p><p>　　數(shù)控車床刀具的選擇

13、及切削用量的確定</p><p>　　1.1 數(shù)控車床類刀具知識(shí)</p><p>　　由于機(jī)床、刀具、夾具、工件等組成的切削加工工藝系統(tǒng)中，刀具是最活躍的成員。刀具性能的好壞取決于其材料和結(jié)構(gòu)。其中，刀具材料起決定作用，它直接影響切削生產(chǎn)率、刀具壽命、加工成本、加工精度和表面質(zhì)量等高低。刀具材料包括刀體材料和刀具切削部分材料兩部分，但通常刀具材料是指刀具切削部分材料。</p>

14、<p>　　1.1.1 刀具材料性能</p><p>　　刀具材料性能 刀具材料不僅是影響刀具切削性能的重要因素，而且它對(duì)刀具耐用度、切削用量、生產(chǎn)率、加工成本等有著重要的影響。因此，在機(jī)械加工過(guò)程中，不數(shù)控車床但要熟悉各種刀具材料的種類、性能和用途，還必須能根據(jù)不同的工件和加工條件，對(duì)刀具材料進(jìn)行合理的選擇。 切削時(shí)，刀具在承受較大壓力的同時(shí)，還與切屑、工件產(chǎn)生劇烈的摩擦，由此而產(chǎn)生較高的切削溫度；

15、在加工余量不均勻和切削斷續(xù)表面時(shí)，加工中心刀具還將受到?jīng)_擊，產(chǎn)生振動(dòng)。為此，刀具切削部分的材料應(yīng)具備下列基本性能。</p><p>　　刀具材料性能：刀具材料不僅是影響刀具切削性能的重要因素，而且它對(duì)刀具耐用度、切削用量、生產(chǎn)率、加工成本等有著重要的影響。因此，在機(jī)械加工過(guò)程中，不但要熟悉各種刀具材料的種類、性能和用途，還必須能根據(jù)不同的工件和加工條件，對(duì)刀具材料進(jìn)行合理的選擇。大壓力的同時(shí)，還與切屑、工件產(chǎn)生劇

16、烈的摩擦，由此而產(chǎn)生較高的切削溫度；在加工余量不均勻和切削斷續(xù)表面時(shí)，刀具還將受到?jīng)_擊，產(chǎn)生振動(dòng)。為此，刀具切削部分的材料應(yīng)具備下列基本性能。</p><p>　　1.硬度和耐磨性：刀具材料的硬度必須大于工件材料的硬度，一般情況下，要求其常溫硬度在60HRC以上。通常，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好，刀具切削部分抗磨損的能力也就越強(qiáng)。耐磨性還取決于材料的化學(xué)成分、顯微組織。刀具材料組織中硬質(zhì)點(diǎn)的硬度越高，數(shù)量越

17、多，晶粒越細(xì)，分布越均勻，則耐磨性越好。此外，刀具材料對(duì)工件材料的抗黏附能力越強(qiáng)，耐磨性也越好。</p><p>　　2.強(qiáng)度和韌性：由于切削力、沖擊和振動(dòng)等作用，數(shù)控車床刀具材料必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性，以避免刀具材料在切削過(guò)程中產(chǎn)生斷裂和崩刃。</p><p>　　3.耐熱性與化學(xué)穩(wěn)定性：耐熱性是指刀具材料在高溫下保持其硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性的能力。耐熱性越好，則允許的切削速

18、度越高，同時(shí)抵抗切削刃塑性變形的能力也越強(qiáng)。</p><p>　　化學(xué)穩(wěn)定性是指刀具材料在高溫下不易和工件材料、周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能力?；瘜W(xué)穩(wěn)定性越好，刀具的磨損越慢。</p><p>　　4.工藝性能：刀具材料應(yīng)具備好的制造性能、熱處理性能、焊接性能、磨削加工性能等。</p><p>　　5.經(jīng)濟(jì)性能：在具有上述性能的同時(shí)，刀具材料盡可能滿足資源充足、價(jià)格低廉

19、的要求。</p><p>　　6.適應(yīng)性能：隨著科學(xué)的發(fā)展，各種高強(qiáng)度、高硬質(zhì)、耐腐蝕和抗拉工程材料越來(lái)越多的被采用，刀具材料應(yīng)能適應(yīng)新型難加工材料的需要。</p><p>　　1.1.2 常用刀具材料</p><p><b>　　1.刀體材料</b></p><p>　　一般刀體軍用普通碳鋼或合金鋼制作。如焊接車、鏜刀

20、的刀柄，鉆頭、鉸刀的刀體常用45鋼或40Cr制造。尺寸較小的刀具或切削負(fù)荷較大的刀具宜用合金鋼或高速鋼整體制成，如螺紋刀具、成型銑刀、拉刀等；尺寸較小的精密刀具（如小鏜刀、小鉸刀）也可用硬質(zhì)合金整體制成。</p><p>　　機(jī)夾、可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具、鑲硬質(zhì)合金鉆頭、可轉(zhuǎn)位銑刀等可用合金工具鋼，如9SiCr或GCr15等制成刀體。</p><p><b>　　2.切削部分材料&l

21、t;/b></p><p>　　目前刀具材料分四大類：工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷及超硬刀具材料等。刀具材料的硬度按照由大到小的順序?yàn)椋航饎偸毒?、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬質(zhì)合金刀具、高速鋼刀具。刀具材料的抗彎強(qiáng)度按照由大到小的順序?yàn)椋焊咚黉摰毒?、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷刀具、合金石刀具和立方氮化硼刀具。各種刀具材料的物理力學(xué)性能見(jiàn)以下表格。下面分別介紹各種刀具材料的組成、性能

22、、使用等</p><p>　　各種刀具材料的物理力學(xué)性能</p><p><b>　　3. 高速鋼 </b></p><p>　　高速鋼（High Speed Steel，簡(jiǎn)稱HSS）是一種加入較多的鎢（W）、錳（Mo）、鉻（Cr）、釩（V）等合金元素的高合金工具鋼，有較高的熱穩(wěn)定性，切削溫度達(dá)500～650℃時(shí)仍能進(jìn)行切削，有較高的強(qiáng)度、韌

23、性、硬度和耐磨性。其制造工藝簡(jiǎn)單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對(duì)于一些形狀復(fù)雜的工具，如鉆頭、成形刀具、數(shù)控車床拉刀、齒輪刀具等尤為重要，是制造這些刀具的主要材料。高速鋼刀具在強(qiáng)度、韌性及工藝性等方面具有優(yōu)良的綜合性能，在復(fù)雜大局，尤其是制造孔加工刀具、銑刀、螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等一些刃形復(fù)雜刀具時(shí)，高速鋼占據(jù)著重要的地位。由于鎢（W）、鈷（Co）等主要元素的資源緊缺，高速鋼刀具在所有刀具材料的比重逐漸下降，今后高速鋼的使用比例

24、還將逐漸減少。高速鋼刀具的發(fā)展方向包括：發(fā)展各種少鎢（W）的通用型高速鋼，擴(kuò)大使用各種無(wú)鈷（Co）、少鈷（Co）的高性能高速鋼，目前，推廣使用粉末冶金高速鋼（PMHSS）和涂層高速鋼。</p><p>　　高速鋼的品種繁多：按切削性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼：按化學(xué)成分可分為鎢系、鎢鉬系和鉬系高速鋼；按制造工藝不同，分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。</p><p><b>

25、　?、?普通高速鋼</b></p><p>　　通用型高速鋼約占高速鋼總產(chǎn)量的75%～80%。按鎢鉬的含量可分為鎢系、鎢鉬系兩類。這類高速鋼碳（C）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%～0.9%，鎢鉬鋼中鎢（W）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，可分為12%或18%的鎢鋼、鎢（W）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%或8%的鎢鉬鋼、鎢（W）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%或不含鎢（W）的鉬鋼。普通型高速鋼具有一定的硬度（63～66HRC）和耐磨性、搞的強(qiáng)度和韌性、良好

26、的塑性和加工工藝性，因此廣泛用于制造各種復(fù)雜刀具。</p><p>　?、?鎢鋼 我國(guó)長(zhǎng)期使用的通用型高速鋼中的鎢鋼，其典型牌號(hào)為W18Cr4V，具有較好的綜合性能，在600℃時(shí)的高溫硬度為48.5HRC，可用于制造各種復(fù)雜刀具。它具有可磨削性好、脫碳敏感性小等優(yōu)點(diǎn)，但由于碳化物含量較高、分布較不均勻、顆粒較大、強(qiáng)度和韌性不高，特別是熱塑性差，不宜做大截面的刀具。鎢鋼已很少采用，逐漸淘汰，而由鎢鉬系高速鋼取代。

27、</p><p>　?、?鎢鉬鋼 鎢鉬鋼是指將鎢鋼中的一部分鎢用鉬代替所獲得的一種高速鋼。鎢鉬鋼的典型牌號(hào)是W6Mo5Cr4V2（簡(jiǎn)稱M2）。W6Mo5Cr4V2的碳化物顆粒細(xì)小均勻，強(qiáng)度、韌性和高溫塑性都比W18Cr4V好。其主要缺點(diǎn)是含釩量稍多，磨削加工性比W18Cr4V差，脫碳敏感性大、淬火溫度范圍較窄。鎢鉬鋼為W9Mo3Cr4V（簡(jiǎn)稱W9），其熱穩(wěn)定性略高于W6Mo5Cr4V2鋼，抗彎強(qiáng)度和韌性都比W6

28、Mo5Cr4V2好，具有良好的可加工性能。這種鋼易軋、易鍛，熱處理范圍較寬。脫碳敏感性小、磨削性能較好。此外，我國(guó)還開(kāi)發(fā)了W3MO2Cr4Si和W3MO2Cr4SiN等低合金高速鋼，其價(jià)格比W6Mo5Cr4V2鋼便宜15%～20%。實(shí)驗(yàn)證明，用它們制作低、中速切削的刀具、如中心鉆、絲錐、小直徑麻花鉆等，其切削性能不比W6Mo5Cr4V2差。</p><p><b>　?、?粉末冶金高速鋼</b&g

29、t;</p><p>　　普通高速鋼和高性能高速鋼都是用熔煉方法制成的。粉末冶金高速鋼(PMHSS)是將高頻感應(yīng)爐熔煉出的鋼液，用高壓氬氣使之霧化，再急冷得到細(xì)小均勻的晶體組織（高速鋼粉末），用此粉末在高溫、高壓下壓制成刀坯，或先制成鋼坯再經(jīng)過(guò)鍛造、軋制成刀具形狀，再通過(guò)各種加工而成刀具。與熔融法制造的高速鋼相比具有以下有點(diǎn)：</p><p>　　① 粉末冶金高速鋼沒(méi)有碳化物偏析的缺陷，，

30、不論刀具截面尺寸有多大，其碳化物晶粒小且均勻，達(dá)2～3μm（一般熔煉為8～20μm）。因此，粉末冶金高速鋼具有較高的力學(xué)性能，其強(qiáng)度和韌性分別是熔煉鋼的2倍和2.5～3倍。</p><p>　?、?與熔煉鋼塑鋼相比，粉末冶金高速鋼的常溫度能提高1～1.5HRC，熱處理后硬度可達(dá)69.5～70HRC，600℃時(shí)的高溫硬度比熔煉鋼高2～3HRC，高溫硬度提高尤為顯著。由于PMHSS碳化物顆粒均勻，分布的表面積較大，且

31、不易從切削刃上剝落，故PMHSS刀具的耐磨性也提高20%～30%。</p><p>　?、?由于碳化物細(xì)小均勻且含釩量適當(dāng)提高，PMHSS的可磨削性較好。</p><p>　?、?由于物理力學(xué)性能各向同性，可減少熱處理變形和應(yīng)力。PMHSS適合制造鉆頭、拉刀、螺紋刀、滾刀、插齒刀等復(fù)雜刀具。早粉末冶金高速鋼表面進(jìn)行PVD涂層TiC、TiCN、TiAIN后，切削速度可進(jìn)一步提高。</p

32、><p>　　我國(guó)常用高速鋼的主要牌號(hào)和性能</p><p><b>　　4.硬質(zhì)合金</b></p><p>　　硬質(zhì)合金是有硬度和熔點(diǎn)很高的碳化物（稱硬質(zhì)相）和金屬（稱粘結(jié)相）通過(guò)粉末冶金工藝制成的。硬質(zhì)合金刀具中常用的碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等。常用的粘結(jié)劑是Co，碳化鈦的粘結(jié)劑是Mo、Ni。其物理學(xué)性能取決于合金的成份。粉末顆粒

33、的粗細(xì)以及合金的燒結(jié)工藝。由于有搞硬度、搞熔點(diǎn)的性質(zhì)，常溫硬度達(dá)89～94HRA，耐熱溫度達(dá)800～1000℃。切削鋼時(shí)，切削速度可達(dá)220m/min左右。假如熔點(diǎn)更高的TaC、NbC，可使耐熱溫度提高到1000～1100°℃，切削鋼時(shí)，切削速度進(jìn)一步提高到200～300m/min。</p><p>　　硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料，如車刀、加工中心端銑刀以至深孔鉆等。它制成各種形式的刀片

34、，然后用機(jī)械夾緊或用釬焊方式固定在刀具的切削部位上。</p><p>　　硬質(zhì)合金按晶粒大小可分為普通硬質(zhì)合金、細(xì)晶粒硬質(zhì)合金和超細(xì)硬質(zhì)合金。按主要化學(xué)成分可分為碳化鎢基硬質(zhì)合金和碳（氮）化鈦［TiC（N）］基硬質(zhì)合金。碳化鎢基硬質(zhì)合金包括鎢鈷類（YG）、鎢鈷鈦（YT）和添加稀有碳化物（YW）三類。</p><p>　　ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）將切削用硬質(zhì)合金分為三類：</p>

35、<p>　　⑴ K類，包括K10～K40,相當(dāng)于我國(guó)的YG類（主要成分為WC—Co）</p><p>　?、?P類，包括P01～P50,相當(dāng)于我國(guó)的YT類（主要成分為WC—TiC—Co）</p><p>　　⑶ M類，包括M10～M40,相當(dāng)于我過(guò)的YW類［主要成分為WC—TiC—TaC（NbC）—Co］。每種中的牌號(hào)分別以一個(gè)01～50之間的數(shù)字表示從高的硬度到最大韌性之間

36、的一系列合金，以供各種背加工材料的不同切削工序加工條件時(shí)選用。</p><p><b>　　5.其他刀具材料</b></p><p>　?、?涂層刀具：涂層刀具是在韌性較好的硬質(zhì)合金基體或高速鋼刀具基體上，加工中心涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬化合物而獲得的。常用的涂層材料有TiC、TiN等。</p><p>　?、?陶瓷：陶瓷刀具材料可分為四大

37、類：CA氧化鋁基氧化物陶瓷(白陶瓷)；CM氧化鋁基金屬碳化物復(fù)合陶瓷(黑陶瓷)；CN氮化硅基氮化物陶瓷(非氧化物陶瓷)；CC陶瓷涂層刀具。目前氧化鋁基氮化硅基陶瓷刀具材料應(yīng)用最為廣泛。其主要的特性如下：</p><p>　　① 硬度高、耐磨性好</p><p>　?、?耐高溫、耐熱性好</p><p><b>　　③ 化學(xué)穩(wěn)定性</b><

38、/p><p><b>　?、?摩擦系數(shù)低</b></p><p><b>　　⑤ 原料豐富</b></p><p>　?、?金剛石：金剛石與立方氮化硼稱為超硬刀具。金剛石是碳的同素異形體，是目前最硬的物質(zhì)，顯微硬度可達(dá)10000HV。其主要特點(diǎn)如下：</p><p>　?、?極高的硬度和耐磨性</

39、p><p><b>　　② 各向異性</b></p><p>　?、?具有很低的摩擦系數(shù)</p><p>　?、?具有很高的導(dǎo)熱性能</p><p>　?、?具有較低的線脹系數(shù)</p><p>　?、?立方氮化硼：數(shù)控車床立方氮化硼(CBN)是由六方氮化硼(白石墨)在高溫高壓下轉(zhuǎn)化而成的。其主要優(yōu)點(diǎn)如

40、下：</p><p>　　① 高的硬度材料和耐磨性 具有與金剛石相近的硬度和強(qiáng)度。硬度可達(dá)3000～5000HV。耐磨性為硬質(zhì)合金刀具的50倍，為陶瓷刀具的25倍。特別適合用于加工高硬度材料，能獲得較好的工件表面質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)“以車代磨”</p><p>　　② 具有很高的熱穩(wěn)定性 熱硬度可達(dá)1400～1500℃，比金剛石的熱硬性（700～800℃）幾乎高1倍?？捎帽扔操|(zhì)合金刀具高3～5倍

41、的速度高速切削高溫合金和淬硬鋼。</p><p>　?、?優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性 CBN的化學(xué)惰性大，在還原的氣體介質(zhì)中，對(duì)酸和堿都是穩(wěn)定性的，在大氣和水蒸氣中，在900℃以下鎢任何變化，切穩(wěn)定。它與鐵系材料在1200～1300℃時(shí)也不起化學(xué)作用，與各種材料的粘結(jié)和擴(kuò)散作用比硬質(zhì)合金小得多。它具有很高的抗氧化能力，在1000℃時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生氧化現(xiàn)象。</p><p>　?、?具有較好的導(dǎo)熱性

42、CBN的熱導(dǎo)性雖然趕不上金剛石，但是在各類刀具材料中PCBN的熱導(dǎo)性僅次于金剛石，大大高于高速鋼和硬質(zhì)合金。CBN的熱導(dǎo)率都是銅的3.2倍，是硬質(zhì)合金的20倍，立方氮化硼與與陶瓷的熱導(dǎo)率的比率為37.1，熱擴(kuò)散率比值為65.5，而且隨著溫度的升高，PCBN刀具的切削溫度要低于硬質(zhì)合金刀具。</p><p>　　⑤具有腳底的摩擦系數(shù) CBN與不同材料間的摩擦系數(shù)約為0.1～0.3,比硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)（0.4～0

43、.6）小得多。低的摩擦系數(shù)可導(dǎo)致切削時(shí)切削力減少，切削溫度降低，加工表面質(zhì)量提高。</p><p>　　1.1.3 如何選擇車床刀具</p><p>　　1.數(shù)控車床用的機(jī)床車刀一般分為三類：</p><p>　　即尖形車刀、圓形車刀和成型車刀。尖形刀具指車刀由直線形切刃為特征的車刀，圓形車刀指構(gòu)成主切削形狀為一個(gè)圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧的車刀，成型車刀是指切

44、削刃形狀與加工零件的輪廓一致的車刀。</p><p>　　2.機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　機(jī)床切削加工時(shí)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度．可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可參考有關(guān)機(jī)床切削用量手冊(cè)選取。</p><p>　　數(shù)控車床加工螺紋，因其傳動(dòng)鏈的改變，原則上其轉(zhuǎn)速只要能保證主軸每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具沿主進(jìn)給軸(多為z軸)方向位移

45、一個(gè)螺距即可．大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)推薦 車螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速如下：n≤1200/p—k</p><p>　　式中：P為被加工螺紋螺距(mm)；A為保險(xiǎn)系數(shù)一般為80。</p><p>　　3.進(jìn)給速度v的確定</p><p>　　進(jìn)給速度的大小直接影響表粗糙度的值和車削效率，因此機(jī)床進(jìn)給速度的確定應(yīng)在保證表面質(zhì)量的前提下，選擇較高的進(jìn)給速度。一般根據(jù)零

46、件的表面粗糙度、刀具及工件材料等因素，查閱切印用量手冊(cè)選取。</p><p>　　1.2 數(shù)控車床切削用量的選擇及其如何確定</p><p>　　1.2.1數(shù)控車床切削用量的選擇</p><p>　　切削用量(ap、f、v)選擇是否合理，對(duì)于能否充分發(fā)揮機(jī)床潛力與刀具切削性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和安全操作具有很重要的作用。</p><p>

47、;　　這里主要針對(duì)車削用量的選擇原則進(jìn)行論述：</p><p>　　1.粗車時(shí)，首先考慮選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量ap，其次選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量f ，最后確定一個(gè)合適的切削速度v。增大背吃刀量ap 可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑，因此根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量對(duì)于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是有利的。 </p><p>　　2.精車時(shí)，加工精度和表面粗糙度要求較高，

48、加工余量不大且較均勻，因此選擇精車切削用量時(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。因此精車時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ惶。┑谋吵缘读縜p和進(jìn)給量f，并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度v。</p><p>　?、?背吃刀量ap的確定 ：在工藝系統(tǒng)剛度和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能選取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)。當(dāng)零件精度要求較高時(shí)，則應(yīng)考慮留出精車余量，其所留的精車余量

49、一般比普通車削時(shí)所留余量小，常取0.1～0.5㎜。 </p><p>　　⑵ 進(jìn)給量f（有些數(shù)控機(jī)床用進(jìn)給速度Vf） ：進(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相（有些數(shù)控機(jī)床用進(jìn)給速度Vf） 進(jìn)給量f的選取應(yīng)該與背吃刀量和主軸轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。在保證工件加工質(zhì)量的前提下，可以選擇較高的進(jìn)給速度（2000㎜/min以下）。在切斷、車削深孔或精車時(shí)，應(yīng)選擇較低的進(jìn)給速度。當(dāng)?shù)毒呖招谐烫貏e是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定盡量高的

50、進(jìn)給速度。 粗車時(shí)，一般取f=0.3～0.8㎜/r，精車時(shí)常取f=0.1～0.3㎜/r，切斷時(shí)f=0.05～0.2㎜/r。 </p><p>　　硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值</p><p>　　注：切削鋼及灰鑄鐵時(shí)刀具耐用度約為60min。 </p><p>　　3.車螺紋時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時(shí)，車床的主軸轉(zhuǎn)速將受到螺紋的螺距P（或?qū)С蹋┐笮?、?qū)動(dòng)電機(jī)的升

51、降頻特性，以及螺紋插補(bǔ)運(yùn)算速度等多種因素影響，故對(duì)于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速選擇范圍。大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床推薦車螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)為n≤（1200/P）-k  式中  P——被加工螺紋螺距，㎜； k——保險(xiǎn)系數(shù)，一般取為80。</p><p>　　此外，在安排粗、精車削用量時(shí)，應(yīng)注意機(jī)床說(shuō)明書(shū)給定的允許切削用量范圍，對(duì)于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主

52、軸在低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩降低，尤其應(yīng)注意此時(shí)的切削用量選擇。</p><p>　　2 、數(shù)控銑加工中的刀具和切削用量合理選擇</p><p>　　2.1 刀具的選擇 </p><p>　　1.數(shù)控銑加工常用刀具的種類 </p><p>　　數(shù)控銑加工刀具種類很多，為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，所用刀具正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化的方

53、向發(fā)展，主要包括銑削刀具和孔加工刀具兩大類。為了滿足高效和特殊的銑削要求，又發(fā)展了各種特殊用途的專用刀具。 </p><p><b>　?、?圓柱銑刀</b></p><p>　　圓柱銑刀主要用于臥式銑床加工平面。圓柱銑刀一般為整體式。銑刀的材料為高速鋼，主切削刃分布在圓柱表面上，無(wú)副切削刃。銑刀有粗齒和細(xì)齒之分。粗齒銑刀的齒數(shù)少，刀齒強(qiáng)度大，容削空間也大，可重磨次數(shù)

54、多，適合于粗加工。細(xì)齒銑刀的齒數(shù)多，工作平穩(wěn)，適合于精加工。圓柱銑刀的直徑范圍d=50～100mm，齒數(shù)一般為z=6～14齒，螺旋角β=30°～45°。</p><p><b>　　⑵ 面銑刀</b></p><p>　　面銑刀主要愛(ài)用于立式銑床加工平面和臺(tái)階面等。面銑刀的主要切削刃分布在銑刀的圓柱面上或圓錐面上，副切削刃分布在銑刀的端面上。面銑刀

55、按結(jié)構(gòu)可以分為整體式面銑刀、硬質(zhì)合金整體焊接式面銑刀、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)換式面銑刀等形式。</p><p>　　① 整體式面銑刀：由于這種面銑刀的材料為高速鋼，所以其切削速度和進(jìn)給量都受到一定的限制，生產(chǎn)率較低，并且由于該銑刀的刀齒損壞后很難修復(fù)，所以整體式面銑刀的應(yīng)用較少。</p><p>　?、?硬質(zhì)合金整天焊接式面銑刀：這種面銑刀有硬質(zhì)合金刀片與合金鋼刀體焊接而成，結(jié)構(gòu)緊湊，切削效率高。由

56、于它的刀齒損壞后也很難修復(fù)，所以這種銑刀的應(yīng)用也不多。</p><p>　?、?硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式面銑刀：這種面銑刀是將硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片直接裝夾在刀體槽中，切削刃磨鈍后，只需將刀片轉(zhuǎn)位或更新的刀片即可繼續(xù)使用。硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位式面銑刀有加工質(zhì)量穩(wěn)定、切削效率高、刀具壽命長(zhǎng)、刀片的調(diào)整和更換方便以及刀片重復(fù)定位精度高特點(diǎn)，所以該銑刀是生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的刀具之一。</p><p><b&g

57、t;　?、?立銑刀</b></p><p>　　立銑刀是數(shù)控銑削加工中應(yīng)用最廣泛的一種銑刀，它主要用于立式銑床上加工凹槽、臺(tái)階面和成型面等。立銑刀的主切削刃分布在銑刀的圓柱表面上，副切削刃分布在銑刀的端面上，并且端面中心有孔，因此銑削時(shí)一般不能沿銑刀軸向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而只能沿銑刀徑向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。立銑刀也有粗齒和細(xì)齒之分，粗齒銑刀的刀齒為3～6個(gè)，一般用于粗加工，細(xì)齒銑刀的刀齒為5～10個(gè)，適合于精加工。

58、立銑刀的直徑范圍是2～80mm，其柄部、莫氏錐柄和7∶24錐柄等多種形式。</p><p><b>　?、?鍵槽銑刀</b></p><p>　　鍵槽銑刀主要用于立式銑床上加工圓頭封閉鍵槽等，該銑刀外形似立銑刀，端面無(wú)頂尖孔，端面刀齒從外圓開(kāi)止軸心，且螺旋角較小，增強(qiáng)了端面刀齒的強(qiáng)度。端面刀齒上的切削刃為主切削刃，圓柱面上的切削刃為副切削刃。加工鍵槽時(shí)，每次先沿銑刀軸

59、向進(jìn)給較小的量，然后再沿徑向進(jìn)給量，這樣反復(fù)多次，即可完成鍵槽加工。由于該銑刀的磨損是在端面和靠近端面的外援部分，所以修模時(shí)只修磨端面切削刃，這樣銑刀直徑可保持不變，使加工鍵槽精度較高，銑刀壽命較長(zhǎng)。鍵槽銑刀的直接范圍為2～63mm，柄部有直柄和莫氏錐柄。</p><p><b>　　⑸ 成形銑刀</b></p><p>　　成型銑刀一般是為特定形狀的工件或加工內(nèi)容專

60、門設(shè)計(jì)制造的，如漸開(kāi)線齒面、燕尾槽和T形槽等。 </p><p>　　數(shù)控銑刀具的分類有多種方法，根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。</p><p>　　從切削工藝上可分

61、為：平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。 </p><p>　　2. 數(shù)控銑加工對(duì)刀具的要求 </p><p>　　為了保證數(shù)控銑機(jī)床的加工精度，提高數(shù)控銑機(jī)床的生產(chǎn)效率及降低刀具材料的消耗，在選用數(shù)控銑機(jī)床刀具和刀具材料時(shí)，除滿足普通機(jī)床應(yīng)具備的基本條件外，還要考慮在數(shù)控銑機(jī)床中刀具工作條件等多方面因素，如切屑的斷屑性能、刀具快速調(diào)整與更換，因此對(duì)刀具和刀具材料提出更高的要求。&

62、lt;/p><p>　?、陪姷秳傂砸?一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過(guò)程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。當(dāng)工件各處的加工余量相差懸殊時(shí)，通用銑床遇到這種情況很容易采取分層銑削方法加以解決，而數(shù)控銑削就必須按程序規(guī)定的走刀路線前進(jìn)，遇到余量大時(shí)無(wú)法象通用銑床那樣“隨機(jī)應(yīng)變”，除非在編程時(shí)能夠預(yù)先考慮到，否則銑刀必須返回原點(diǎn)，用改變切削面高度或加大刀具半徑補(bǔ)償值的方法從頭開(kāi)始加工，多走幾刀。

63、但這樣勢(shì)必造成余量少的地方經(jīng)常走空刀，降低了生產(chǎn)效率，如刀具剛性較好就不必這么辦。</p><p>　?、沏姷兜哪陀枚纫?尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，就會(huì)影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階，降低了工件的表面質(zhì)量。</p><p>　　除上述兩點(diǎn)之外，銑刀切削的幾何參數(shù)的選擇和排屑性能

64、等也非常重要。切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的。總之，根據(jù)倍加工材料的切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度搞的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。</p><p>　　3. 數(shù)控銑加工刀具類型的選擇</p><p>　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)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關(guān)因素正確選用刀具及刀

65、柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。</p><p>　　生產(chǎn)中，被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據(jù)：</p><p>　?、陪娤鞯毒叩倪x用：加工曲面類零件時(shí)，為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切，而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑

66、刀；銑較大平面時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀；銑小平面或臺(tái)階面時(shí)一般采用通用銑刀；銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀；</p><p>　?、瓶准庸さ毒叩倪x用：數(shù)控機(jī)床孔加工一般無(wú)鉆模，由于鉆頭的剛性和切削條件差，選用鉆頭直徑D應(yīng)滿足L/D≤5（L為鉆孔深度）的條件；鉆孔前先用中心鉆定位，保證孔加工的定位精度；精絞前可選用浮動(dòng)絞刀，絞孔前孔口要倒角；鏜孔時(shí)應(yīng)盡

67、量選用對(duì)稱的多刃鏜刀頭進(jìn)行切削，以平衡鏜削振動(dòng)；盡量選擇較粗和較短的刀桿，以減少切削振動(dòng)。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。</p><p>　　2.1.1一般應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　?、俦M量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸

68、規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。</p><p>　　另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。</p><p>　　2.2 數(shù)控銑床切削用量的選擇

69、 </p><p>　　2.2.1如何選擇切削用量</p><p>　　合理的切削用量應(yīng)滿足以下要求：在保證安全生產(chǎn)，不發(fā)生人身、設(shè)備事故，保證工件加工質(zhì)量的前提下，能充分地發(fā)揮機(jī)床的潛力和刀具的切削性能，在不超過(guò)機(jī)床的有效功率和工藝系統(tǒng)剛性所允許的額定負(fù)荷的情況下，盡量選用較大的切削用量。一般情況下我們對(duì)切削用量選擇時(shí)應(yīng)考慮到下列問(wèn)題：</p><p>　　保證加

70、工質(zhì)量：主要是保證加工表面的精度和表面粗糙度達(dá)到工件圖樣的要求。</p><p>　　保證切削用量的選擇在工藝系統(tǒng)的能力范圍內(nèi)：要保證切削用量的選擇在工藝系統(tǒng)的能力范圍內(nèi)，不應(yīng)超過(guò)機(jī)床允許的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩的范圍，不應(yīng)超過(guò)工藝系統(tǒng)(銑床、刀具、工件)的剛度和強(qiáng)度范圍，同時(shí)又能充分發(fā)揮它們的潛力。</p><p>　　保證刀具有合理的使用壽命：在追求較高的生產(chǎn)效率的同時(shí)，保證刀具有合理的使用壽命，

71、并考慮較低的制造成本。</p><p>　　以上三條，要根據(jù)具體情況有所側(cè)重。一般在粗加工時(shí)，應(yīng)盡可能地發(fā)揮刀具、機(jī)床的潛力和保證合理的刀具使用壽命。精加工時(shí)，則應(yīng)首先要保證切削加工精度和表面粗糙度，同時(shí)兼顧合理的刀具的使用壽命。</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，切削用量都預(yù)先編入程序中，在正常加工情況下，人工不予改變。只有在試加工或出現(xiàn)異常情況時(shí)．才通過(guò)速率調(diào)節(jié)旋鈕或電手輪調(diào)

72、整切削用量。因此程序中選用的切削用量應(yīng)是最佳的、合理的切削用量。只有這樣才能提高數(shù)控機(jī)床的加工精度、刀具壽命和生產(chǎn)率，降低加工成本。</p><p>　　影響切削用量的因素有：</p><p>　　1.機(jī)床:切削用量的選擇必須在機(jī)床主傳動(dòng)功率、進(jìn)給傳動(dòng)功率以及主軸轉(zhuǎn)速范圍、進(jìn)給速度范圍之內(nèi)。機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)的剛性是限制切削用量的重要因素。切削用量的選擇應(yīng)使機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)不發(fā)生較大

73、的“振顫”。如果機(jī)床的熱穩(wěn)定性好，熱變形小，可適當(dāng)加大切削用量。</p><p>　　2.刀具:刀具材料是影響切削用量的重要因素。表2.1是常用刀具材料的性能比較。 </p><p>　　數(shù)控機(jī)床所用的刀具多采用可轉(zhuǎn)位刀片（機(jī)夾刀片）并具有一定的壽命。機(jī)夾刀片的材料和形狀尺寸必須與程序中的切削速度和進(jìn)給量相適應(yīng)并存入刀具參數(shù)中去。標(biāo)準(zhǔn)刀片的參數(shù)請(qǐng)參閱有關(guān)手冊(cè)及產(chǎn)品樣本。</p>

74、<p>　　表2.1 常用刀具材料的性能比較</p><p>　　3.工件:不同的工件材料要采用與之適應(yīng)的刀具材料、刀片類型，要注意到可切削性?？汕邢餍粤己玫臉?biāo)志是，在高速切削下有效地形成切屑，同時(shí)具有較小的刀具磨損和較好的表面加工質(zhì)量。較高的切削速度、較小的背吃刀量和進(jìn)給量，可以獲得較好的表面粗糙度。合理的恒切削速度、較小的背吃刀量和進(jìn)給量可以得到較高的加工精度。</p><p

75、>　　4.冷卻液:冷卻液同時(shí)具有冷卻和潤(rùn)滑作用。帶走切削過(guò)程產(chǎn)生的切削熱，降低工件、刀具、夾具和機(jī)床的溫升，減少刀具與工件的摩擦和磨損，提高刀具壽命和工件表面加工質(zhì)量。使用冷卻液后，通常可以提高切削用量。冷卻液必須定期更換，以防因其老化而腐蝕機(jī)床導(dǎo)軌或其他零件，特別是水溶性冷卻液。</p><p>　　2.2.2 切削用量的選擇原則</p><p>　　銑削加工的切削用量包括：切削速

76、度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。</p><p>　　從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次選擇進(jìn)給速度，最后確定切削速度。</p><p>　　1.背吃刀量ap或側(cè)吃刀量ae</p><p>　　背吃刀量ap為平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為㎜。端銑時(shí)，ap為切削層深度；而圓周銑削時(shí)，為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量ae為垂直于

77、銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為㎜。端銑時(shí)，ae為被加工表面寬度；而圓周銑削時(shí)，ae為切削層深度。</p><p>　　背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定：</p><p>　?、?當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=12.5～25μm時(shí)，如果圓周銑削加工余量小于5㎜，端面銑削加工余量小于6㎜，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但是在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)

78、，可分為兩次進(jìn)給完成。</p><p>　?、?當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=3.2～12.5μm時(shí)，應(yīng)分為粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑后留0.5～1.0㎜余量，在半精銑時(shí)切除。</p><p>　?、?當(dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=0.8～3.2μm時(shí)，應(yīng)分為粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5～2㎜；精銑時(shí)，圓周銑側(cè)吃刀量取0.

79、3～0.5 ㎜，面銑刀背吃刀量取0.5～1 ㎜。</p><p>　　2.進(jìn)給量f與進(jìn)給速度Vf的選擇</p><p>　　銑削加工的進(jìn)給量f（㎜/r）是指刀具轉(zhuǎn)一周，工件與刀具沿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的相對(duì)位移量；進(jìn)給速度Vf（㎜/min）是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量。進(jìn)給速度與進(jìn)給量的關(guān)系為Vf  = nf（n為銑刀轉(zhuǎn)速，單位r /min）。進(jìn)給量與進(jìn)給速度是數(shù)控銑床加

80、工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取或通過(guò)選取每齒進(jìn)給量fz，再根據(jù)公式f =Zfz（Z為銑刀齒數(shù)）計(jì)算。</p><p>　　每齒進(jìn)給量fz的選取主要依據(jù)工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料強(qiáng)度和硬度越高，fz越??；反之則越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。工件表面粗糙度要求越高，fz就越小。每齒進(jìn)給量的確定

81、可參考表2.2選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取較小值。</p><p>　　表2.2 銑刀每齒進(jìn)給量參考值</p><p><b>　　3.切削速度Vc</b></p><p>　　銑削的切削速度Vc與刀具的耐用度、每齒進(jìn)給量、背吃刀量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當(dāng)fz、ap、ae和Z增大時(shí)，刀刃負(fù)荷增加，而且

82、同時(shí)工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。為提高刀具耐用度允許使用較低的切削速度。但是加大銑刀直徑則可改善散熱條件，可以提高切削速度。</p><p>　　銑削加工的切削速度Vc可參考表3.3選取，也可參考有關(guān)切削用量手冊(cè)中的經(jīng)驗(yàn)公式通過(guò)計(jì)算選取。</p><p>　　表3.3銑削加工的切削速度參考值</p><p>　　3、CNC

83、加工中心刀具的選擇與切削用量的確定</p><p>　　刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過(guò)程全部在計(jì)算機(jī)上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。</p><p>　　3.1 數(shù)控加工刀具

84、的選擇</p><p>　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)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關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。</p><p>　　1.刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。</p><p>　　選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被

85、加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)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(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。</p><p>　　在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于

86、曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。</p><p>　　在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)

87、作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。</p><p>　　目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。</p><p>　　2.在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃

88、磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。</p><p>　　一般應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　⑴盡量減少刀具數(shù)量； </p><p>　?、埔话训毒哐b夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位； </p><p>　　⑶粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；&#

89、160;</p><p><b>　?、认茹姾筱@； </b></p><p>　?、上冗M(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；</p><p>　?、试诳赡艿那闆r下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。</p><p>　　3.2 數(shù)控加工切削用量的確定</p><p>

90、　　合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。</p><p><b>　　1.切削深度ap。</b></p><p>　　在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)

91、率的一個(gè)有效措施。</p><p>　　為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。</p><p><b>　　2.切削寬度ae。</b></p><p>　　一般ae與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般ae的取值范圍為：ae=（0.6～0.9）Dc。<

92、/p><p><b>　　3.切削速度Vc。</b></p><p>　　提高Vc也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但Vc與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著Vc的增大，刀具耐用度急劇下降，故Vc的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)，Vc可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，Vc可選200m/

93、min以上。</p><p>　　4.主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度Vc來(lái)選定。計(jì)算公式為：</p><p>　　n=（1000×Vc）/（p×d）</p><p>　　式中，d為刀具或工件直徑（mm）。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸

94、轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開(kāi)關(guān)，可在加工過(guò)程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。</p><p><b>　　5.進(jìn)給速度Vf。</b></p><p>　　Vf應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來(lái)選擇。Vf的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，Vf可選擇得大些。在加工過(guò)程中，Vf也可通過(guò)機(jī)床控制面板上的修調(diào)開(kāi)關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛

95、度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。</p><p>　　4、圖樣設(shè)計(jì)（4-1）及程序編程</p><p>　　1. 零件圖分析。圖4-1所示為一盤類零件，要在數(shù)控車床上加工，該零件由外圓弧表面、內(nèi)階梯孔、內(nèi)槽及倒角構(gòu)成，其材料為45鋼，選擇毛坯尺寸為Φ40mm×60mm（預(yù)留Φ14mm的內(nèi)孔）。</p><p>　　2. 確定工件的莊家方式。由于該工件是一個(gè)盤類零

96、件，并且這個(gè)零件的壁厚較大，所以采用工件的左端面和外圓作為定位基準(zhǔn)。使用普通三爪卡盤夾緊工件，并且一次裝夾即可完成全部加工，取工件的左端面中心為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)選在（100，100）處。</p><p>　　3. 確定數(shù)控加工刀具及加工工序卡。根據(jù)零件的加工要求，選用T01號(hào)為45度硬質(zhì)合金機(jī)夾外圓偏刀；T02號(hào)為硬質(zhì)合金機(jī)夾粗車外圓偏刀（副偏角大于45度）；T03號(hào)刀為硬質(zhì)合金機(jī)夾精車外圓偏刀（副偏角大

97、于45度）；T04號(hào)刀為內(nèi)孔粗鏜刀；T05號(hào)刀為內(nèi)控精鏜刀；T06號(hào)為螺紋刀；T07號(hào)刀為切斷刀。該零件的數(shù)控加工工序卡片減表4-1</p><p>　　4. 螺紋有關(guān)參數(shù)計(jì)算</p><p>　　螺紋牙型深度：t=0.65P=0.65×1.5=0.975(mm)</p><p>　　D大=D公稱-0.1P=18-0.1×1.5=17.85（mm

98、）</p><p>　　D小=D公稱-1.3P=18-1.3×1.5=16.05（mm）</p><p>　　螺紋加工分為5刀：第1刀，Φ16.85mm：第2刀，Φ17.35mm：第3刀，</p><p>　　Φ17.6mm：第4刀，Φ17.8mm：第5刀，Φ17.85mm。</p><p><b>　　編輯程序如下：&l

99、t;/b></p><p><b>　　O0001</b></p><p>　　N0010 G92 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0020 M06 T0101</p><p>　　N0030 S400 M07</p><p>　　N0040 G90 G00 X42.0 Z

100、2.0</p><p>　　N0050 G01 Z0 F0.15</p><p>　　N0060 X15.0</p><p>　　N0070 G90 G00 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0080 T0100</p><p>　　N0090 M06 T0202</p><p>

101、;　　N0100 G00 X60.0 Z4.0</p><p>　　N0110 G73 U4.0 W0 R2.0 P0150 Q0180 X0.5 Z0 F0.3</p><p>　　N0120 G00 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0130 T0200</p><p>　　N0140 M06 T0303 S450<

102、/p><p>　　N0150 G01 X32.0 Z4.0 F0.08</p><p><b>　　N0160 Z0</b></p><p>　　N0170 G03 X32.0 Z-20.494 R19.0</p><p>　　N0180 G01 Z-42.0</p><p>　　N0190 G90

103、G00 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0200 T0300</p><p>　　N0210 M06 T0404 S400</p><p>　　N0220 G90 G00 X15.0 Z4.0</p><p>　　N0230 G71 U1.0 W0 R1.0 P0270 Q0240 X-0.5 Z0 F0.2</p&g

104、t;<p>　　N0240 G90 G00 X100.0 Z100.0</p><p>　　N0250 T0400</p><p>　　N0260 M06 T0505 S450</p><p>　　N0270 G01 X26.0 Z4.0 F0.08</p><p>　　N0220 Z-5.0</p><p&

105、gt;　　N0230 X16.05 Z-20.494</p><p>　　N0240 Z-42.0</p><p>　　N0290 G90 G00 Z100.0 X100.0</p><p>　　N0300 T0500</p><p>　　N0310 M06 T0606 S400</p><p>　　N0320 G90

106、 G00 X15.0</p><p>　　N0330 Z-14.0 </p><p>　　N0340 G82 X16.85 Z-14.0 F1.5</p><p>　　N0350 G82 X17.35 Z-14.0 F1.5</p><p>　　N0360 G82 X17.6 Z-14.0 F1.5</p><p>　

107、　N0370 G82 X17.8 Z-14.0 F1.5</p><p>　　N0380 G82 X17.85 Z-14.0 F1.5</p><p>　　N0390 G90 G00 X5.0</p><p>　　N0400 Z5.0</p><p>　　N0410 G00 X100.0 Z100.0</p><p>

108、　　N0420 T0606</p><p>　　N0340 M06 T0707</p><p>　　N0440 G00 X42.0 Z-44.0</p><p>　　N0450 G01 X15.0 F0.08</p><p>　　N0340 G90 G00 Z100.0 X100.0</p><p>　　N0350 T

109、0700</p><p>　　N0360 M05 M09</p><p><b>　　N0370 M30</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　當(dāng)今，幾乎所有的CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程的功能，這些軟件一般在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問(wèn)題，如刀具選擇、加

110、工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只需設(shè)置有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床加工完成。顯然，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控技術(shù)加工的特點(diǎn)，正確選擇刀具及切削用量。</p><p>　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，量化生產(chǎn)線的形成，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)

111、控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在數(shù)控程序的編制過(guò)程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。</p><p>　　總之，零件數(shù)控編程具有很大的靈活性，只有正確理解以上工藝參數(shù)，在實(shí)踐中不斷進(jìn)行總結(jié)，才能編制出高質(zhì)量的加工程序，加工出高質(zhì)量的模具零件。</p>