数控加工中心刀具及切削用量合理选择分析

数控加工中心刀具及切削用量合理选择分析

徐嘉辰, 李喆,王爱玲,魏茹

航空工业沈阳飞机工业（集团）有限公司

摘要：在当今的机床行业， CNC的地位是非常重要的，它不但可以保证零件的加工精度，还可以提高零件的加工效率，以及对复杂零件的加工要求。在选用 CNC机床时，应综合考虑零件材料、加工工艺、切削用量等诸多因素，确保切削工具的选用合理，总体上应遵循安装调整方便、高刚性、高耐用性和高加工精度等原则。在确定 CNC中心切削量时，应从切削深度、切削速度、切削进给量三个角度来确定切削参数，从而使切削性能得到进一步的改善。

关键词：数控加工中心；刀具；切削用量

随着社会经济的飞速发展，整个国家的生产技术水平得到了极大的提高，加工零件的外形变得更加复杂，对精度的要求也随之提高。因此，数控机床已广泛地被应用于生产领域。在使用 CNC加工零件时，刀具的选取和切削用量的确定是非常关键的，既保证了加工表面的精确度和尺寸，又可以大大提高加工速度，缩短加工周期。同时，我们也意识到了加工工具和切削用量的选取对加工作业的影响，并将其作为一个独立的研究领域，通过科学的选择和程序设计来保证它能适应现代加工生产的需要。只有在满足工艺要求的前提下，数控机床的质量和速度才能逐渐提高。文章着重对 CNC机床的刀具选用进行了详细的分析，并指出了如何合理地选用 CNC中心的切削用量，以进一步提高其切削质量和精度，以适应当今社会的生产制造需要。

1.数控加工中心刀具选择原则

数控机床的刀具选用采用 CNC程序进行人机交互。针对 CNC加工性能、材料属性、加工工艺、切削用量等因素，科学地选取刀具和刀柄。总体上， CNC机床的选择应遵循以下几个基本原则：安装调整方便，刚性好，耐用性好，加工精度高。在选择 CNC加工中心的刀具时，必须考虑到各种因素，包括加工性能、待加工零件的材料、加工工艺、切削用量以及相关的影响因素。在进行刀具选择时，最大限度地提高成本效益是必须遵守的原则。当数控加工中心的机床型号确定时，应根据工件材料特性选择合适的刀具。只有这样，才能有效地减少加工费用，提高加工效率。如果有些刀具的价钱差不多，则应选用安装方便、硬度高、耐用性好、高加工精度高的刀具。另外，在所有种类的刀具都能达到实际加工精度的情况下，采用较短的刀柄作为首选，这是因为相对于刀柄较长的刀柄来说，短刀柄不仅可以提高其使用的灵活性，还可以增强其刚度，以达到更好的加工生产需要。在选择 CNC机床的刀具时，必须保证刀具的直径和被切削零件的切削数量一致。在切割零件的外周部位时，通常都要采用端面铣刀；在大型平面零件的加工中，经常需要采用碳化硅圆片的铣刀；在工件表面有凸起的情况下，必须选用高速钢立铣刀具；在零件的毛坯表面或粗加工孔的加工中，通常采用带齿的硬质合金玉米铣刀；在加工零件的立体斜面、变斜角的外型时，一般需要采用两种以上的刀具，例如：球头铣刀、环形铣刀、锥铣刀、圆锥铣刀、圆铣刀、圆铣刀等。在数控加工中心的加工过程中，要根据工件的材料特性、加工尺寸和加工要求，选择合适的刀具，以确保加工的精度符合实际需要，提高加工质量和加工效率。随着当今社会的发展，各种先进的技术应有尽有，而有关的机械制造和生产技术也随之发展起来。数控技术是新形势下出现的一项新技术，它的使用往往会受到很多因素的影响，其中，机床的合理与否直接关系到数控加工的质量。所以，在实际操作中，必须对刀具的基本特性有一个全面的认识和把握，以确保刀具的选用不会对 NC工艺的影响。当前，在实际生产中所采用的 CNC工具具有如下特点：第一、切削速度快。切削性能好，在实际使用中，其刚性和精度等级相对较高，适用于各种高度和强度的切削作业；第二，因为数控工具的主要原材料都是高韧性、高耐磨等级的材料，所以在不受到外力的影响下，其使用寿命更长；在实际使用中， CNC工具可以进行多个方向的调整，利用转位刀片实现各种类型的加工，从而有效地提高了 CNC加工的精确度；针对各种加工需求，采用机内补偿和机内预调方式，可以大大缩短换刀所需的时间，使换刀速度更快，同时具备模块化、标准化、可靠性等诸多优点。针对以上特性，相关技术人员在实际应用中，不仅要根据实际加工要求，还要考虑到实际切削性能、细节化要求、切削用量等因素，以降低切削对刀具的影响，降低刀具损耗，延长刀具的使用寿命，同时还能提高数控加工质量，确保数控加工的顺利进行。

2.数控加工中心切削用量的选择

2.1切削深度的选择

切削深度是影响 CNC加工中心切削用量的关键因素之一，只有保证切削深度在合理的范围之内，才能保证加工尺寸达到要求，从而进一步提高 CNC加工的精度和效率。也就是说，当采用 CNC加工零件时，要尽量减少切削用量，以减少切削次数，提高切削速度。因此，在利用 CNC进行切削时，要想提高零件的精确度，保证零件的表面光洁度，就需要对切削深度进行适当的控制，既要保证零件的加工尺寸和精度，又要尽量提高零件的加工效率。比如一台 CNC加工中心的设备，按照生产工艺和工艺规程，由操作者根据车间的生产标准，对切割深度进行微调。

2.2切削速度的选择

在 CNC加工中，切削速度是另一个非常关键的因素，合理的切削速度可以保证零件的加工质量和效率，并且可以减少刀具的磨损，从而提高加工的经济效益。在进行 CNC加工时，零件的材料与实际的切削速度是息息相关的，在进行切削时，必须确保切削速度与零件的材料特性相符，这样才能提高零件的切削速度，确保零件的质量达到标准。另外，在选用 CNC加工中心的切削速度时，还要综合考虑加工过程的加工特性，通常加工零件和切削工具的情况下，切削速度的差异很大。

2.3切削进给量的选择

切削进给量的选取是否合理，直接影响到切削加工的速度和质量，所以在实际的切削加工中，要严格控制切削进给量，使之达到规定的范围，才能保证切削加工的质量，使加工尺寸符合图纸的要求。一般情况下，必须根据被切割零件的材料来确定切割进给量。如果设计图中不要求零件加工表面的粗糙度，那么在进行切削时，可以增加切削进给量，如果工件加工表面的粗糙度比较高，就必须减少切削进给量，以确保加工后的表面粗糙度达到设计要求。在数控机床进给量的控制中，还要考虑到切削深度和切削速度的关系，合理地选取三个切削参数，可以提高数控机床的制造效率。

结束语：

综上所述，目前数控加工中心在制造工艺中得到了广泛的应用，为了进一步提高数控加工的质量和效率，就需要从切削工具和切削用量的选取上，确保其在合理的范围之内，进而提高其切削性能，从而达到较高的经济效益。

参考文献：
[1] 龙锦中. CNC加工中心刀具的选择与切削用量的确定[J]. 装备制造技术, 2009(11):2.

[2] 李海豹, 刘泽林, 战中学. 数控加工中心刀具和切削用量的选择探讨[J]. 中国高新技术企业, 2016(1):2.

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