摘要：現(xiàn)代化背景下，各項技術(shù)飛速發(fā)展，社會對數(shù)控加工有了更高的要求，需要更快的加工速度、更精準(zhǔn)的加工細(xì)節(jié)、更簡便的操控系統(tǒng)、更多樣的功能等。銑削工藝是數(shù)控加工中較為復(fù)雜的內(nèi)容，其影響因素較多，技術(shù)難度也更大。在進(jìn)行數(shù)控銑加工時，需要通過CAM或者是CAD等軟件包進(jìn)行數(shù)控編程，其中涉及到了刀具選擇、加工路徑及切削用量等多個方面的內(nèi)容，所以說數(shù)控銑加工的質(zhì)量受銑加工刀具及切削用量的影響非常大，所以相關(guān)人員應(yīng)重視這一方面的研究?；诖耍疚暮唵谓榻B了數(shù)控銑加工的內(nèi)容，總結(jié)了數(shù)控銑加工中刀具的種類及選擇的方法，同時總結(jié)了數(shù)控銑加工切削用量相關(guān)內(nèi)容的設(shè)計方法，希望為更深入的研究做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑加工;刀具;切削用量

0 ?引言

數(shù)控銑加工是一種現(xiàn)代加工技術(shù)，其運用多種先進(jìn)技術(shù)，將機械加工技術(shù)與電子計算機相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機融合，在解放生產(chǎn)力的同時提高了生產(chǎn)效率，促使零件加工向精細(xì)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化以及模塊化方向發(fā)展，對我國工業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。數(shù)控銑加工包括變成控制中心及加工機床兩個部分，前者包括加工信息輸入及處理，后者為加工執(zhí)行作用，其中，數(shù)控編程是數(shù)控銑加工的核心內(nèi)容，對加工的質(zhì)量有著較大的影響，所以相關(guān)人員應(yīng)該保證相關(guān)參數(shù)的合理性，以確保數(shù)控編程的合理性，確保數(shù)控銑加工質(zhì)量。

1 ?數(shù)控銑加工

1.1 數(shù)控銑加工簡述

數(shù)控銑加工指的是通過數(shù)控銑床進(jìn)行工件加工，其自動化程度高，操作安全，但對操作人員的理論知識基礎(chǔ)及實踐操作技能要求較高。數(shù)控銑床主要有帶刀庫與不帶刀庫兩種類型，前者又被叫做“加工中心”。數(shù)控機床綜合運用了計算機、自動控制、人工智能、精密測量等多方面的技術(shù)，通過數(shù)控中心對機床的運行軌跡進(jìn)行計算與控制，進(jìn)而實現(xiàn)高精度、快速、復(fù)雜化形狀零件的加工。進(jìn)行數(shù)控銑加工時，一般需要工作人員在編程界面處輸入對應(yīng)的工藝內(nèi)容，如加工刀具類型、加工尺寸、加工流程及切削用量等，數(shù)控加工中心便會根據(jù)這些內(nèi)容自動形成NC程序，接著將信息傳遞到機床，完成零件加工[1]。

1.2 數(shù)控銑加工特點

與傳統(tǒng)銑床加工相比，數(shù)控銑床對生產(chǎn)零件的適應(yīng)性更好，生產(chǎn)更為靈活，尤其是在進(jìn)行形狀較為復(fù)雜的零件加工時應(yīng)用較為良好，如模具類零件;數(shù)控銑床對具有復(fù)雜曲線以及具有三維空間曲面的零件有更好的加工性能，因為傳統(tǒng)銑床不能很好的進(jìn)行精度計算以及角度控制，而數(shù)控銑床則可以利用計算機相關(guān)技術(shù)對加工零件的形狀信息進(jìn)行全面收集與設(shè)計，并由控制中心傳遞到加工端，進(jìn)而準(zhǔn)確進(jìn)行加工;數(shù)控銑加工能夠在一次裝夾定位后進(jìn)行多道加工工序，極大程度簡化了加工流程，縮短了加工時間。除此之外，數(shù)控銑加工的加工精度高、自動化程度高、加工效率高等多種特點，其更為符合現(xiàn)代社會發(fā)現(xiàn)的要求[2]。

2 ?數(shù)控銑加工刀具的選擇

2.1 刀具種類

數(shù)控銑加工由于加工對象的形狀的復(fù)雜性及精度的高要求，所以刀具的類型也多種多樣。目前，數(shù)控機床為了適應(yīng)現(xiàn)代化社會要求，向更為高效、自動化的方向發(fā)展，其刀具類型與使用也更為標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。

一般情況下，數(shù)控銑加工的刀具可以劃為三類，分別為切削刀具、孔加工刀具與其他特殊刀具。數(shù)控銑加工刀具的分類標(biāo)準(zhǔn)也較多，如以刀具的結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)，主要可以分為三種形式，分別為整體式、鑲嵌式、特殊形式;而以刀具的材料為標(biāo)準(zhǔn)，主要可以分為四種形式，一是高速鋼，二是硬質(zhì)合金，三是金剛石，四則是其他材料;以切削工藝為標(biāo)準(zhǔn)，主要可以分為四種形式，分別為：圓角立銑刀、錐度銑刀、平端立銑刀以及球頭刀。實際進(jìn)行零件加工時，操作人員應(yīng)該綜合被加工零件的材料、形狀、加工要求以及加工余量等多方面內(nèi)容進(jìn)行考慮，選擇最為適合的刀具[3]。

2.2 切削刀具選擇

切削刀具是進(jìn)行數(shù)控銑加工的重點刀具類型，其功能為：零件曲面加工。在進(jìn)行切削加工時，需要注意兩點，一是保證切削的精確性，加工輪廓必須要吻合，以保證有效控制加工過程，確保零件加工質(zhì)量。二切削刀具的合理選擇，方式可以依照以下內(nèi)容進(jìn)行：在進(jìn)行粗加工時，可以選擇雙刃式的銑刀;在進(jìn)行細(xì)節(jié)加工時，則可以選擇四刃式銑刀;沒有特殊要求時，大多使用的是球頭刀;而在對零件表面質(zhì)量有要求且零件表面積較大時，則可以使用盤狀的鑲嵌式刀具;如果零件加工中存在臺階面或者是小平面的情況，便可以選擇通用式銑刀。

2.3 孔加工刀具選擇

孔加工刀具是保證數(shù)控銑加工功能的重要刀具，其主要目的是進(jìn)行孔類形狀的加工。而選擇孔加工刀具需要注意以下五點規(guī)則：一是一般情況下，在進(jìn)行整控式控的加工時，可以取消對應(yīng)的轉(zhuǎn)模配置;二是不同孔加工條件對鉆頭的剛性有著較大的影響，所以在進(jìn)行孔加工刀具的選擇時，應(yīng)綜合加工條件與鉆頭剛性兩方面的內(nèi)容進(jìn)行考慮;三是進(jìn)行孔加工之前，應(yīng)該先對中心孔的位置進(jìn)行確認(rèn)，以保證孔加工的精確性;四是零件孔加工時有做鉸孔的需求，則可以利用浮動式刀具進(jìn)行處理，需要注意的是，前期需要做好零件倒角工作;五是在進(jìn)行鏜孔處理時，為了保證加工質(zhì)量，減弱平衡性震動，操作人員可以選擇刀頭對稱性較好的鏜刀[4]。

2.4 其他刀具選擇

數(shù)控銑加工的其他刀具能夠保證其功能的多樣性，提高銑床的對工件的適應(yīng)能力。在進(jìn)行其他刀具選擇時，需要注意以下內(nèi)容：一是保證刀具的精度;二是盡量使用耐用性較好的刀具，這是因為當(dāng)?shù)毒唛L時間工作，受與加工零件相互作用的影響，本身表面及內(nèi)部會發(fā)生一定會程度的損壞，當(dāng)其外表面損害時，其加工性能便會受到較大的影響，加工精度、速度均會下降，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞時，刀具容易發(fā)生斷裂，進(jìn)而對工件、銑床均產(chǎn)生影響，在合理選擇刀具的情況下，后者發(fā)生的幾率較小;三是定期檢查并更換刀具，且更換后需要進(jìn)行調(diào)整，以保證切削工作正常開展。

3 ?數(shù)控銑加工切削用量的設(shè)計

3.1 切削速度設(shè)計

切削速度是切削用量設(shè)計中的重要內(nèi)容，對切削的質(zhì)量有著非常大影響，所以合理進(jìn)行切削速度設(shè)計是非常重要的。綜合切削相關(guān)的理論知識與實踐經(jīng)驗來看，進(jìn)行切削速度設(shè)計需要考慮到以下三個方面：一是需要綜合考慮銑削的總齒數(shù);二是吃刀量;三是側(cè)面的吃刀量。這三者之間存在較強的聯(lián)系，所以在進(jìn)行切削速度設(shè)計時，應(yīng)明確三者之間的變化、平衡關(guān)系。相關(guān)資料顯示，一般情況下，銑削加工的總齒數(shù)增多，背吃刀量及側(cè)吃刀量越大，刀具的耐用度越低，主要原因是總齒數(shù)加多時，刀具刀刃的負(fù)荷加重，切削熱也有所增加，使得刀具磨損加劇。所以如果需要增大切削速度，便要優(yōu)化切削散熱[5]。

3.2 切削深度設(shè)計

切削深入設(shè)計主要是為了提高數(shù)控機床與被加工零件之間的配合度，以保證切削的質(zhì)量。在進(jìn)行切削深度設(shè)計時需要考慮到以下三點：一是在進(jìn)行粗加工時，一般可以適當(dāng)加深切削深度以降低切削的次數(shù)，提高加工效率，但需要注意切削深度與刀具切削性能的關(guān)系，避免出現(xiàn)無法切割的現(xiàn)象;二是切削時，應(yīng)確保刀刃與機床的金屬部位不會產(chǎn)生直接接觸，應(yīng)使刀口朝向為里面;三是當(dāng)?shù)毒叩膭偠劝l(fā)生變化時，切削深度也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以降低刀具的損傷。總的來講，設(shè)計切削深度時，應(yīng)充分考慮到刀具材料與性能、被加工材料性能與形狀以及機床類型等內(nèi)容[6]。

3.3 進(jìn)給量設(shè)計

進(jìn)給量是數(shù)控機床加工的重要參數(shù)，對切削的形狀、質(zhì)量等均有所影響。在進(jìn)行進(jìn)給量設(shè)計時，需要考慮到工件材料、加工的精度及表面粗糙度要求，同時需要考慮刀具的質(zhì)量。一般情況下，進(jìn)給速度主要受到機床及控制系統(tǒng)的影響，前者限制后的最大值，后者主要為控制作用。進(jìn)給量設(shè)計時需要注意以下幾點：一是在進(jìn)行輪廓拐角加工時，需要根據(jù)角度大小及拐角類型適當(dāng)降低進(jìn)給量，以避免工件在慣性以及工藝變形的影響下出現(xiàn)加工過度或不足的情況;二是一般情況下，進(jìn)給度的選取范圍在100-200mm/min之間;三是在進(jìn)行切斷、深孔等加工處理，或者是對表面粗糙有所要求時，需要適當(dāng)降低進(jìn)給量，其選取范圍一般在20-50mm/min之間[7]。

3.4 背吃刀量及側(cè)吃刀量設(shè)計

背吃刀量及側(cè)吃刀量也是數(shù)控切削的重要參數(shù)。在進(jìn)行背吃刀量及側(cè)吃刀量設(shè)計時，前者需要考慮到機床的剛度、刀具剛度以及被加工零件剛度之間的關(guān)系，一般情況下，需要在加工質(zhì)量有所保證的情況下，使背吃刀量盡量與零件的加工余量相符合，這樣可以有效減少走刀次數(shù)，降低刀具磨損，還能提高加工效率。根據(jù)工件表面粗糙度的要求，可以將加工流程分為“粗銑、半精銑”、“粗銑、半精銑、精銑”等類型，其中，半精銑的背吃刀量與圓周銑側(cè)吃刀量的取值均在1.5-2mm的范圍內(nèi)，而精銑時背吃刀量取值在0.5-1mm的范圍內(nèi)，圓周銑側(cè)吃刀量的取值則在0.3-0.5mm的范圍內(nèi)[8]。

4 ?總結(jié)

數(shù)控銑加工技術(shù)是一種非常重要的現(xiàn)代加工技術(shù)，對我國制造工業(yè)的發(fā)展有著重要意義。數(shù)控銑加工中，數(shù)控編程為其核心工藝，其涉及了刀具選擇、切削量設(shè)計等多方面的內(nèi)容，對整個數(shù)控加工的質(zhì)量有著較大的影響，所以在進(jìn)行編程參數(shù)確定與輸入時，操作人員應(yīng)熟悉其選擇與設(shè)計方法，以保證自動數(shù)控編程的合理性。目前數(shù)控銑加工相關(guān)參數(shù)設(shè)計、技術(shù)、工藝等均還存在較大的發(fā)展空間，需要相關(guān)工作人員進(jìn)行更深入的研究。

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作者簡介：魏風(fēng)景（1989-），男，安徽舒城人，一級實習(xí)指導(dǎo)教師，本科，數(shù)控專業(yè)。