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1、mastercam 软件包提供自动编程功能，该软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问 题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数， 就可以自动生成 NC 程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控铣床的刀具选择和切削 用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编 程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。 本文对数控编程中必须面对的刀具选择和切削用量确定问题进行了探讨，给出了若干原则 和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。二、数控加工刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行
2、的。应根据机床的加工能力、工件材 料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原 则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较 短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。0选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周 边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时， 选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一 些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，
3、因此，为保证加工精度， 切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切 削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是 精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引 起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质 量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因 此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到 机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的
4、结构尺寸、调整方法以及调整范 围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用 TSG 工具系统， 其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括 16 种不同用途的刀柄。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时 间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数 量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使 用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精 加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。三、数控加工切削用量的
5、确定合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性 和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性 和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。切削深度 t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t 就等于加工余量，这是提高 生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进 行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度 L。一般 L 与刀具直径 d 成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中， 一般 L 的取值范围为：L=（0.60.9）d。切削速度 v。提高 v 也是提
6、高生产率的一个措施，但 v 与刀具耐用度的关系比较密 切。随着 v 的增大，刀具耐用度急剧下降，故 v 的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切 削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚 30CrNi2MoVA 时，v 可采用 8m/min 左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v 可选 200m/min 以上。主轴转速 n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度 v 来选定。计算公式为：式中，d 为刀具或工件直径（mm） 。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴 转速进行整倍数调整。进给速度 vF 。vF 应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具
7、和工件材料来 选择。vF 的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF 可选择得大些。在 加工过程中，vF 也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要 受到设备刚度和进给系统性能等的限制，我根据本校的机床的特点，总结出下表。工件种类 / 名称 代木铝模钢模铜极转速 进给 转速 进给 转速 进给 转速 进给 直径 25 平刀 S 850 F 1000 S 750 F 1100 S 700 F 900 S 700 F 950 直径 20 平刀 S 900 F 1200 S 800 F 1800 S 750 F 1000 S 700 F 1000 直径 16 平刀 S
8、 1000 F 2000 S 1600 F 2000 S 1300 F 2000 S 1800 F 1800 直径 12 平刀 S 2000 F 2800 S 2000 F 3000 S 1800 F 2500 S 2200 F 2000 直径 10 平刀 S 2800 F 2000 S 2700 F 2800 S 2500 F 1800 S 2500 F 2000 直径 8 平刀 S 3000 F 2000 S 3000 F 2800 S 2800 F 1800 S 2800 F 2200 直径 6 平刀 S 3200 F 2000 S 3500 F 2800 S 3500 F 1800 S
9、 3000 F 2000 直径 4 平刀 S 3300 F 2000 S 3500 F 2000 S 3500 F 1500 S 3200 F 1600 直径 2 平刀 S 3500 F 1600 S 3500 F 1500 S 3500 F 1000 S 3200 F 800 直径 1 平刀 S 3500 F 1000 S 3500 F 500 S 3500 F 500 S 3500 F 500 直径 0.5 平刀 S 3500 F 1000 S 3500 F 1000 S 3500 F 1000 S 3500 F 1000 直径 25 球刀 S 850 F 1000 S 1000 F 18
10、00 S 750 F 1000 S 750 F 900 直径 20 球刀 S 900 F 1800 S 1600 F 1800 S 800 F 1000 S 800 F 900 直径 16 球刀 S 1800 F 2000(粗) S 3500 F 1800(精) S 3200 F 1800(精) S 1800 F 1000(精) 直径 12 球刀 S 2000 F 2500 S 3500 F 1500 S 3200 F 1200(精) S 2000 F 1000(精) 直径 10 球刀 S 3200 F 6000(精) S 3500 F 1500(精) S 3500 F 1200(精) S 2
11、500 F 1000(精) 直径 8 球刀 S 3500 F 6000 S 3500 F 1200 S 3500 F 1000 S 2800 F 1500 直径 6 球刀 S 3500 F 6000 S 3500 F 800 S 3500 F 800 S 3000 F 1000 直径 4 球刀 S 3500 F 6000 S 3500 F 1000 S 3500 F 800 S 3200 F 1000 直径 3 球刀 S 3500 F 6000 S 3500 F 1000 S 3500 F 800 S 3500 F 1500 直径 2 球刀 S 3500 F 6000 S 3500 F 100
12、0 S 3500 F 600 S 3500 F 1000 直径 1 球刀 S 3500 F 6000 S 3500 F 350 S 3500 F 300 S 3500 F 350 直径 0.5 球刀 S 3500 F 6000 S 3500 F 6000 S 3500 F 1000 S 3500 F 1000 直径 0.1 尖刀 S 1500 F 3000 S 1500 F 3000 S 1500 F 3000 S 1500 F 3000 随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之 一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此， 编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加 工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。
