數控銑床加工刀具的選擇
2016-12-5 來源：中機國際工程設計研究院有限責任公司 作者：鄒松
摘要：數控銑床在制造業的應用范圍非常廣泛，而刀具的選擇會直接影響到最終生產的質量和效率。基于此本文就數控銑床在刀具選擇等方面進行探討。
關鍵詞：數控銑床；加工刀具；切削量
數控銑床由于其特殊性，對所用刀具的要求較高，因而在選用刀具時要根據機床的性能、工件的材料、加工程序以及切削量等相關影響因素來選用合適的刀具和刀柄。
1.數控加工對刀具的要求
在數控加工中，大部分刀具雖然和普通加工的相同，但是數控加工對其的要求更高。具體如內容下。為保證加工質量和提高生產效率應有較高的可靠性和耐用度，為適應粗加工時的大切深和快速進給要求應剛度好和強度高；應有較好的斷屑排屑性能使機床正常運轉；安裝調整方便，以及選用優質刀具材料等。
2.數控加工刀具的分類
從刀具結構分有整體式，如立銑刀；鑲嵌式；特殊型式等。從刀具材料分有高速鋼刀具、硬質合金刀具、金剛石刀具等。
3.數控加工材料的選擇
用于數控加工的刀具材料分為高速鋼、硬質合金、涂層合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等。切削金屬的刀具材料，一般有硬度、強度、紅硬性導熱性等指標的要求。其中硬度和強度是重要的指標。理想的刀具當然是硬度、強度兼備。所以，硬質合金和涂層硬質合金刀具是在實際加工中應用最多的。
高速鋼刀具。含較多鎢、鉻、等合金元素的高合金鋼工具叫高速鋼。有通用型高速鋼和高性能高速鋼。
通用型高速鋼。其硬度在62～69HRC 之間，具有一定的耐磨性以及高度的強度和韌性，切削速度一般不高于45～60m/min，不適合高速切削。高性能高速鋼。它是在高速鋼的基礎上，通過增加碳、釩的含量而得到的耐熱性、耐磨性更高的鋼種。高性能高速鋼具有較好的紅硬性，在620～660℃時仍可保持60HRC 的硬度，其耐用度是通用型高速鋼的2～3.5 倍。高性能高速用于鋼大部分加工高溫合金、鈦合金等難加工材料。
但其綜合性能不能和通用型高速鋼相比。
曾是切削工具的主流的高速鋼，隨著數控機床的應用越來越廣泛，因其切削效率低，已逐漸被硬質合金刀具代替。在切削某些難加工材料以及在復雜刀具制造中，高速鋼憑借其在強度、韌性、紅硬性及工藝等方面的綜合性能仍有較廣泛的應用。硬質合金刀具及涂層硬質合金刀具。
硬質合金刀具是由硬度和熔點都很高的碳化物用C0、mo、ni 做粘結劑制成的粉末冶金制品。其硬度可達77～81HRC，能耐810～1100℃高溫，許用切削速度是高速鋼的4～11 倍。但其沖擊韌性和抗彎強度都不及高速鋼。近些年，又出現了可以在車削、銑削、鉆削、鉸孔、鏜孔加工等有著大量應用的新型刀具，適合的工件材料也更加廣泛了。
4.數控銑床加工刀具的選擇
4.1 銑削刀具的選擇
刀具選擇應遵循安裝簡單、調整方便、剛性好、高耐用度和高精度的原則，在滿足加工需求的前提下選用比較短的刀柄，以此來增強加工刀具的剛性。在選擇銑削刀具時，需要根據加工材料的形態以及大小來確定。當加工的平面較大時應選擇面銑刀，面銑刀的應用較廣，可以用來進行細加工，也可以進行粗加工。當進行細加工時，應選擇較大直徑的銑刀，所選寬度盡量包含整個加工面，這樣才能使加工精度較為準確，降低加工面的粗糙程度，進而避免產生加工面的接刀痕跡。當進行粗加工時，應選擇較小直徑的銑刀，使其能夠增加切削深度，因為粗加工對生產率的要求較高，也就表明銑削量是比較大的。立銑刀主要有高速鋼立刀具和硬質合金銑刀，這類刀具主要用在加工平面、二維曲面、溝槽和臺階面上。高速鋼立銑刀可以用于加工凹槽、凸臺和曲面，但卻不能用于加工毛坯面。硬質合金銑刀則可以加工毛坯面，因為毛坯面的硬層等會加快刀具的磨損，因此需選用硬度較高的銑刀。模具銑刀主要用來加工曲面和模具型；成型銑刀主要用來加工各種特殊的斜角面、空洞以及弧形凹槽等。
4.2 孔加刀具的選擇
數控銑床可以選用的孔加工刀具有鉆孔刀具、擴孔刀具、鏜孔刀具和攻絲刀具等。具體來說，鉆孔刀具又包含麻花鉆和中心孔鉆。數控機床在孔加工方面一般沒有鉆模，因為這類鉆頭剛性差，為了精確定位孔加工，需要在鉆孔前用中心鉆定位。擴孔刀具主要是對已成型的孔進行再加工，數控機床在擴孔時常選用擴孔鉆、立銑刀和鏜刀。鏜孔刀具的鏜孔是用鏜刀對成型孔進行加工，鏜孔適用的范圍較廣，可對不同大小的孔進行粗細加工，如盲孔、平行孔、階梯孔等。數控銑床上常用的鏜刀種類有單刃、雙刃鏜刀以及微調鏜刀。在進行鏜孔時，為了平衡鏜削震動應選擇多刃刀頭進行切削，刀桿則應該選擇粗短型刀桿來減輕震動。
5.切削量的確定
切削量的確定一般根據機床加工的種類（粗加工、半精加工和精加工）而定，粗加工主要考慮成本及效率，半精加工和精加工則注重加工的質量。具體來說，切削量的確定需要考慮切削深度、寬度和速度。切削深度一般等于加工余量，為使加工零件達到質量標準需預留合適的余量來進行精加工，且數控機床余量應小于普通機床；切削寬度一般與刀具直徑成正比，與切削深度成反比，數控機床的切削深度一般在0.6~0.9d 之間；速度有切削速度和進給速度兩種，增加這兩種的速度可以有效提高生產效率。
6.結論
數控銑床的加工刀具種類較多，在實際操作過程中需要根據不同情況，考慮相關的影響因素，按照一定的原則來選用合適的刀具，這樣才可以在保證質量的前提下提高生產效率。
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