刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能。特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成成为可能。现在，许多CAD/CAM软件包括提供自动编程功能，这些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、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，数控加工中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分析。一、数控加工常用刀具的种类及性能数控加工刀具必须适应数控机床高速、和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刃具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④陶瓷刃具等。从切削工艺上可分为：①铣削刀具；②钻削刀具；③镗削刀具；④车削刀具等。刀具材料应具备的性能：（1）高硬度刀具材料的硬度应高于工件的硬度（2）足够的韧性承受切削力、振动和冲击；（3）高耐磨性耐磨性是材料抵抗磨损的能力；（4）高耐热性刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力；（5）良好的工艺性二、数控加工刀具的选择刀具的选择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。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，平面轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选镶硬质合金刀片面铣刀；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、锥形铣刀和梯形铣刀等。在进行曲面加工时，应选用球头刀具，并且球头刀具半径应小于曲面的曲率半径。由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很密，而平头刃具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，切槽刀片厂家供应，因此，只要在保证精度的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平。在数控加工中，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：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先面后孔；⑤***行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥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。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性能、切削用量手册，并结合经验面定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者相互适应，以形成切削用量。（1）背吃刀量在机床，工件和刀具的刚度允许的情况下，应尽可能使背吃刀量等于加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，应留少量精加工余量，一般留0.2-0.5mm。（2）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。数控加工中，一般L的取值范围为：L=（0.6-0.9）d。（3）切削速度切削速度也是提高生产率的一个措施，但切削速度与刀具耐用度的关系比较密切。随着切削速度的增大，刀具耐用度急剧下降，故切削速度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45钢时，切削速度可采用26m/mi左右：而用同样的立铣刀铣削铝合金时，切削速度可选129m/mi以上。（4）主轴转速n（r/mi）主轴转速一般根据切削速度来选定。计算公式为：n=1000/d，式中d为刀具直径（mm）。数控机床的控制面板上一般配有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行倍率调整。（5）进给速度F进给速度应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。确定进给速度的原则：一、当工件的质量要求能够保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在100-200mm/mi范围内选取。第二、在刀断、加工深孔或用高速钢具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20-50mm/mi范围内选取。第三、当加工精度、表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20-5Omm/min范围内选取。在数控加工过程中，进给速度也可通过机床控制面板上的进给倍率修调开关进行人工调整，但是进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。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。怎样磨好车刀在切削过程中，由于车刀的前刀面和后刀面处于剧烈的冲突和切削热的效果之中，会使车刀切削刃口变钝而失去切削才能，只要经过磨才能***切削刃口的尖利和正确的车刀视点。因此，车工不只要懂得切削原理合理地挑选车刀视点的有关常识，还必须熟练地掌握车刀的刃磨技能。下面就由小编来问大家介绍下车刀刃磨的一些经验吧！老外磨车刀一、车刀的组成车刀由刀头和刀体两部分组成。刀头用于切削，刀体用于装置。刀头一般由三面，两刃、一尖组成。前刀面是切屑流经过的外表。主后刀面是与工件切削外表相对的外表。副后刀面是与工件已加工外表相对的外表。主切削刃是前刀面与主后刀面的交线，背负主要的切削作业。副切削刃是前刀面与副后刀面的交线，背负少数切削作业，起一定修光效果刀尖是主切削刃与副切削刃的相交部分，一般为一小段过渡圆弧。二、车刀的方式结构常用的车刀结构方式有以下两种：（1）全体车刀刀头的切削部分是靠刃磨得到的，全体车刀的资料多用高速钢制成，一般用于低速切削。（2）焊接车刀将硬质合金刀片焊在刀头部位，不同品种的车刀可使用不同形状的刀片。焊接的硬质合金车刀，可用于高速切削。三、车刀的主要视点及效果车刀的主要视点有前角（γ0）、后角（α0）、主偏角（Kr）、副偏角（Kr’）和刃倾角（λs）。为了确定车刀的视点，要建立三个坐标平面：切削平面、基面和主剖面。对车削而言，假如不考虑车刀装置和切削运动的影响，切削平面可以认为是铅垂面；基面是水平面；当主切削刃水平时，垂直于主切削刃所作的剖面为主剖面。（1）前角γ0在主剖面中丈量，是前刀面与基面之间的夹角。其效果是使刀刃尖利，便于切削。但前角不能太大，否则会削弱刀刃的强度，简单磨损乃至崩坏。加工塑性资料时，前角可选大些，槽刀片，如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10～20，加工脆性资料，车刀的前角γ0应比粗加工大，以利于刀刃尖利，工件的粗糙度小。（2）后角α0在主剖面中丈量，是主后边与切削平面之间的夹角。其效果是减小车削时主后边与工件的冲突，一般取α0=6～12°，粗车时取小值，精车时取大值。（3）主偏角Kr在基面中丈量，它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。其效果是：1）可改变主切削刃参与切削的长度，影响刀具寿命。2）影响径向切削力的大小。小的主偏角可增加主切削刃参与切削的长度，因而散热较好，对延伸刀具使用寿命有利。但在加工细长轴时，工件刚度不足，小的主偏角会使刀具效果在工件上的径向力增大，数控刀片的槽型种类，易产生曲折和振动，因此，主偏角应选大些。车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种，其中45°多。（4）副偏角Kr’在基面中丈量，是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。其主要效果是减小副切削刃与已加工外表之间的冲突，以改善已加工外表的精糙度。在切削深度ap、进给量f、主偏角Kr持平的条件下，减小副偏角Kr’，可减小车削后的残留面积，从而减小外表粗糙度，一般选取Kr′=5～15°。（5）刃倾角入λs在切削平面中丈量，是主切削刃与基面的夹角。其效果主要是控制切屑的流动方向。主切削刃与基面平行，λs=0;刀尖处于主切削刃的蕞低点，λs为负值，刀尖强度增大，切屑流向已加工外表，用于粗加工；刀尖处于主切削刃的蕞高点，λs为正值，刀尖强度削弱，切屑流向待加工外表，用于精加工。车刀刃倾角λs，一般在-5-5°之间选取。四、车刀的刃磨车刀用钝后，必须刃磨，以便***它的合理形状和视点。车刀一般在砂轮机上刃磨。磨高速钢车刀用白色氧化铝砂轮，磨硬质合金车刀用绿色碳化硅砂轮。车刀重磨时，往往依据车刀的磨损状况，磨削有关的刀面即可。车刀刃磨的一般顺序是：磨后刀面→磨副后刀面→磨前刀面→磨刀尖圆弧。车刀刃磨后，还应用油石细磨各个刀面。这样，可有效地进步车刀的使用寿命和减小工件外表的粗糙度。车刀刃磨的过程如下：磨主后刀面，一起磨出主偏角及主后角，如图(a)所示；磨副后刀面，一起磨出副偏角及副后角，如上图(b)所示；磨前面，一起磨出前角，如上图(c)所示；修磨各刀面及刀尖，如上图(d)所示。刃磨车刀的姿势及方法是：人站立在砂轮机的旁边面，以防砂轮碎裂时，碎片飞出伤人；两手握刀的间隔放开，两肘夹紧腰部，以减小磨刀时的颤动；磨主、副后刀面时，车刀要放在砂轮的水平中心，刀尖略向上翘约3°~8°，车刀接触砂轮后应作左右方向水平移动。当车刀离开砂轮时，车刀需向上抬起，以防磨好的刀刃被砂轮碰伤；磨后刀面时，刀杆尾部向左偏过一个主偏角的视点；磨副后刀面时，刀杆尾部向右偏过一个副偏角的视点；修磨刀尖圆弧时，通常以左手握车刀前端为支点，用右手滚动车刀的尾部。刃磨车刀时要注意以下事项：（1）刃磨时，两手握稳车刀，刀杆靠于支架，使受靡面轻贴砂轮。切勿用力过猛，防止挤碎砂轮，形成事端。（2）应将刃磨的车刀在砂轮圆周面上左右移动，使砂轮磨耗均匀，不出沟槽。防止在砂轮两旁边面用力粗磨车刀，以致砂轮受力偏摆，跳动，乃至破碎。（3）刀头磨热时，即应沾水冷却，防止刀头因温升过高而退火软化。磨硬质合金车刀时，刀头不应沾水，防止刀片沾水急冷而产生裂纹。（4）不要站在砂轮的正面刃磨车刀，以防砂轮破碎时使操作者受伤。五、常用的车刀品种和用处车刀按用处可分外圆车刀，端面车刀，堵截刀，镗孔刀，成形车刀和纹车刀等。常用的车刀的品种（a）90°车刀（偏刀）（b）45°车刀(弯头车刀)（c）堵截刀（d）镗孔刀（e）成形车刀（f）螺纹车刀（g）硬质合金不重磨车刀刃口钝化的刀具切削刃描摹上的微观缺陷大幅缩减，刃口崩坏的几率大幅下降，能够延常刀具使用寿命50%-400%。因此，开展刀具刃口钝化的研讨对进步我国刀具产品的质量具有十分重要的含义。现在，国外的刀具制造厂已广泛选用刃口钝化技能，从国外引入的数控机床或者生产线所使用的刀具，其刃口已全部经过钝化处理，不只进步了工件外表质量，下降了刀具成本，一起也带来了巨大的经济效益。刀具钝化办法有振荡钝化、磨粒尼龙刷法钝化、磁化法钝化和立式旋转钝化等，立式旋转钝化进程实际上是涣散固体颗粒对刀具刃口效果的进程。含磨粒的刀具刃口钝化法具有重复性好、质量高和成本低一级特色，是现在首要选用的刀具刃口钝化办法，通过刀具和磨粒的相对运动实现刃口钝化，磨粒多选用金刚石、CBN和碳化硅颗粒等。现在，关于磨粒效果机理研讨的比较少，首要有冲击单颗磨粒、冲击多磨粒磨损、刀具和切屑间存在磨粒、磨料水射流和半固着磨粒等，***研讨磨粒类型、磨粒尺寸和冲击速度对外表的影响规则，而关于涣散磨粒对工件外表效果机理的研讨更少。杨成虎研讨了多粒子重复冲击关于Cr12钢的冲蚀磨损，选用实验与有限元模仿相结合的办法验证了有限元模型能够实在有效地模仿出冲蚀磨损的实际进程。利用非线性ABAQUS有限元软件研讨了磨粒冲蚀速率、冲蚀角和磨粒粒径对刀圈资料(H13钢)冲蚀磨损行为及残余应力的影响规则。张伟等运用ABAQUS软件树立了塑性资料微切削进程的有限元模型，研讨了磨粒冲蚀角度以及冲蚀速度对磨损率的影响，断定了微切削模型的适用冲蚀角范围。为了取得合适的钝化刃口形状，进步切削进程的稳定性，需求研讨涣散固体磨粒对刀具刃口的钝化机理。本文选用ABAQUS有限元软件树立了单磨粒和多磨粒对刀具刃口效果的防真模型，研讨了单磨粒和多磨粒对刃口效果的能量、刃口形变、位移和磨粒速度改变等的影响规则，关于从微观角度知道磨粒钝化效果具有一定价值，为研讨刀具刃口钝化机理提供依据。1单磨粒钝化刃口防真模型的树立依据立式旋转钝化法的基本特色，刀具在涣散固体磨粒中进行两级行星运动，刀具刃口与涣散固体磨粒不断进行磕碰冲击，使得刀具刃口钝化。刀具沿着一定的轨迹进行运动，而涣散固体磨粒的运动规则相对随机。因此，涣散固体磨粒对刀具刃口的钝化进程是十分复杂的。作为非线性有限元处理工具，ABAQUS在处理复杂问题和模仿高度非线性问题上有极大优势。选用ABAQUS软件树立磨粒对刀具刃口钝化的防真模型。①刀具钝化模型的简化：因为磨粒相关于刀具刃口要小得多，能够将刀具刃口看作无限大，底端固定不动，粒子向刀具刃口冲击。②磨粒：磨粒选用80目碳化硅，颗粒形状设为球形。③刀具：选用硬质合金刀具，刀具刃口尺寸设为0.5mm×0.25mm×0.1mm。④网格划分：将刀具刃口与磨粒触摸部分的网格区域划分得略细，磨粒的母线布置种子数目为10，挑选显式线性三维应力单元C3D4。刀具刃口种子数目分别设为10和25，磨粒单元形状为Tet（四面体），完成网格划分。⑤防真设置：触摸属性为Contact，冲击速度设置为100m/s，核算剖析步时刻为5E-5s，设置20个剖析步，选用job模块进行求解。2单磨粒钝化刃口防真结果(1)刀具刃口应力改变规则单磨粒对刀具刃口效果的应力矢量云图见图1。由图可知，碳化硅磨粒在冲击刀具刃口时，刀具刃口外表会发生微小的变形，刃口遭到的应力巨细在触摸区以圆弧状向四周扩展，一起应力以触摸点为中心向四周逐步衰减。刃口被冲击的外表略微下凹，就像一个小球在地上砸出了一个坑相同。图1单磨粒对刀具刃口效果的应力散布(2)刀具刃口的冲击区域与应力的关系刀具刃口的冲击区域与应力的关系见图2。在刀具刃口冲击区域内，越靠近磨粒冲击点中心，刀具刃口应力越大；越远离磨粒与刃口的冲击区域，刀具刃口所受的应力越小。(3)刀具刃口的位移改变规则单磨粒对刀具刃口效果的位移曲线见图3。在刀具刃口钝化进程中，碳化硅磨粒与刃口的冲击十分时间短。当碳化硅磨粒从0时刻开端运动且当时刻到达7.5E-06s时，碳化硅磨粒的位移到达蕞大。尔后，磨粒开端反弹。图2到效果点中心的间隔所对应的应力关系图3刀具刃口的位移改变规则(4)单磨粒速度改变规则磨粒在与刃口触摸时，与刃口之间的效果速度逐步减小，随后反弹（见图4）。图4磨粒速度改变规则3多磨粒防真模型的树立及结果选用三颗磨粒重复冲击，研讨多磨粒对刀具刃口的钝化。边界条件与资料参数及边界的界定与单磨粒模型共同。冲击速度为300m/s，多磨粒对刀具刃口钝化的防真模型见图5。图5多磨粒对刀具刃口效果的防真模型(1)刀具刃口的应力散布图6为地一颗磨粒对刀具刃口冲击的应力云图。由图可知，在地一剖析步t=2.5003E-06s时，刀具刃口无太大改变，受磨粒冲击的中心遭到的应力蕞大，蕞大应力值为2238MP；当第二颗磨粒对同一位置进行冲击后，刀具刃口所受应力区域显着增大，所产生的蕞大应力值为2341Mpa；当第三颗磨粒冲击刀具刃口时，刀具刃口遭到的应力效果区域进一步增大，蕞大应力值为2440Mpa，内卡簧槽刀片，较前两次冲击有所进步。图6地一颗磨粒冲击刀具刃口的应力散布(2)磨粒速度改变规则多磨粒冲击刀具刃口的速度改变规则见图7。在0s时，地一颗磨粒开端与刀具刃口磕碰，随后磨粒速度开端下降，直至越过零点成为负值。磨粒速度为负是因为磨粒发生了回弹，磨粒对刀具刃口产生磨损。在1.0E-5s、2.0E-5s时，第二颗磨粒、第三颗磨粒分别与刀具刃口效果，效果方式和地一颗磨粒相同。图7三颗碳化硅磨粒速度改变规则(3)刀具刃口的位移改变规则刀具刃口在三颗磨粒冲击下的位移曲线见图8。地一颗碳化硅磨粒在对刀具刃口冲击后会构成一个的冲蚀坑，接着第二颗、第三颗磨粒重复冲击，冲蚀坑不断增大，多磨粒的冲击会使冲蚀坑越来越大。图8刀具刃口遭到重复冲击的位移改变(4)多磨粒对刀具刃口效果的能量改变规则刀具刃口钝化的进程也是能量交换的进程。因为刀具刃口与涣散固体磨粒不断地冲击磕碰，在钝化进程中发生了磨粒动能和刀具刃口内能的交换，其能量改变见图9。图9刀具刃口钝化的能量改变由图9可知，碳化硅磨粒在触摸刀具刃口后速度开端下降，约在2E-05s时到达蕞低。磨粒的动能因为速度的减小而减小，大约在2E-05s时到达蕞低。一起，刀具刃口内能因为磨粒的冲击呈现出接连上升趋势，二者能量曲线基本对称，磨粒所消耗的动能基本转化成为刀具刃口内能，使得刀具刃口进行钝化。小结选用ABAQUS有限元剖析软件树立了磨粒对刀具刃口冲击的防真模型，研讨了磨粒冲击刀具刃口时磨粒速度、刃口应力、刃口位移和能量等的改变规则。首要定论如下：(1)当单磨粒对刀具刃口进行钝化时，刀具刃口的应力在冲击区域以圆弧状向四周扩展。碳化硅磨粒与刃口的冲击十分时间短，磨粒从零时刻开端运动，当时刻到达7.5E-06s时，碳化硅磨粒的位移到达蕞大，尔后，磨粒开端反弹。(2)当多碳化硅磨粒对刀具刃口进行不断冲击时，受力区域不断增大，刀具刃口所受应力增大，冲蚀坑不断增大。内卡簧槽刀片-昂迈工具(在线咨询)-槽刀片由常州昂迈工具有限公司提供。常州昂迈工具有限公司（www.onmy-）是从事“数控刀片,铣刀,钻头,丝攻制造修磨”的企业，公司秉承“诚信经营，用心服务”的理念，为您提供高质量的产品和服务。欢迎来电咨询！联系人：黄明政。)