[摘要]數(shù)控行業(yè)的空前發(fā)展，使數(shù)控銑刀樣式繁多，對(duì)其進(jìn)行合理劃分和對(duì)其應(yīng)用條件和場合的分析是很有實(shí)際意義的。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控銑刀分類應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1671－7597(2008)0110042－01

近年來，隨著數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床刀具種類越來越多，其劃分也越來越細(xì)，但無論樣式如何改變，從總體上看，數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，而數(shù)控刀具中又以數(shù)控銑刀應(yīng)用最為廣泛，現(xiàn)就目前數(shù)控刀銑刀的類型總結(jié)如下。

一、數(shù)控銑刀的分類

（一）按制造銑刀所用的材料可分為

[摘要]數(shù)控行業(yè)的空前發(fā)展，使數(shù)控銑刀樣式繁多，對(duì)其進(jìn)行合理劃分和對(duì)其應(yīng)用條件和場合的分析是很有實(shí)際意義的。

[關(guān)鍵詞]數(shù)控銑刀分類應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1671－7597(2008)0110042－01

近年來，隨著數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床刀具種類越來越多，其劃分也越來越細(xì)，但無論樣式如何改變，從總體上看，數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，而數(shù)控刀具中又以數(shù)控銑刀應(yīng)用最為廣泛，現(xiàn)就目前數(shù)控刀銑刀的類型總結(jié)如下。

一、數(shù)控銑刀的分類

（一）按制造銑刀所用的材料可分為

一、數(shù)控銑刀的分類

（一）按制造銑刀所用的材料可分為

1．高速鋼刀具；

2．硬質(zhì)合金刀具；

3．金剛石刀具；

4．其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

一、數(shù)控銑刀的分類

（一）按制造銑刀所用的材料可分為

1．高速鋼刀具；

2．硬質(zhì)合金刀具；

3．金剛石刀具；

4．其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

摘要：在借助CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過程中，刀具的選擇和切削用量的確定是十分重要，它不僅對(duì)被加工零件的質(zhì)量影響巨大，甚至可以決定著機(jī)床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。所以，在編制加工程序時(shí)，選擇合理的刀具和切削用量，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。

關(guān)鍵詞：刀具種類要求選擇切削用量

現(xiàn)在，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。眾所周知，在借助CAM軟件進(jìn)行數(shù)控編程的過程中，刀具的選擇和切削用量的確定是十分重要，它不僅對(duì)被加工零件的質(zhì)量影響巨大，甚至可以決定著機(jī)床功效的發(fā)揮和安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。所以無論是手工編程或計(jì)算機(jī)輔助編程，在編制加工程序時(shí)，選擇合理的刀具和切削用量，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。本文對(duì)數(shù)控編程中必須面對(duì)的刀具選擇和切削用量確定問題進(jìn)行了探討，給出了若干原則和建議，并對(duì)應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了討論。

一、刀具的選擇

1、數(shù)控銑加工常用刀具的種類

數(shù)控銑加工刀具種類很多，為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，所用刀具正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和模塊化的方向發(fā)展，主要包括銑削刀具和孔加工刀具兩大類。為了滿足高效和特殊的銑削要求，又發(fā)展了各種特殊用途的專用刀具。數(shù)控銑刀具的分類有多種方法，根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。

一、引言

目前很多企業(yè)都采用數(shù)控加工來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，數(shù)控銑床的應(yīng)用越來越廣泛。如何保證和提高數(shù)控銑床的加工質(zhì)量顯得非常重要。

二、數(shù)控銑的工藝分析

數(shù)控銑床是在普通銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者的加工工藝基本相同。工藝分析是對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備。如果工藝分析不周全，工藝處理不合理，會(huì)導(dǎo)致數(shù)控加工時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)廢品。因此，保證和提高零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵是正確、合理地對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。認(rèn)真仔細(xì)地分析零件圖，確定工件的裝夾方式，正確選擇數(shù)控機(jī)床，確定數(shù)控加工刀具、正確選擇切削用量，正確設(shè)置進(jìn)退刀方式等是工藝分析的重要內(nèi)容。故數(shù)控銑床在加工時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。第一，正確合理地選擇夾具：其一，盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具，數(shù)控銑零件大多為方形或箱體零件，可采用平口鉗或壓板進(jìn)行裝夾；其二，裝夾時(shí)應(yīng)盡量采用基準(zhǔn)重合原則，可以避免基準(zhǔn)不重合誤差。[1]第二，合理選擇刀具。銑刀的種類有很多，根據(jù)零件的形狀、零件的加工精度及表面質(zhì)量的要求以及生產(chǎn)效率等因素合理選擇刀具：一是根據(jù)零件特征，加工平面和臺(tái)階面應(yīng)選擇面銑刀，加工凹槽應(yīng)選擇立銑刀，加工型腔、三維曲面等應(yīng)選擇球頭銑刀等；二是根據(jù)加工方式，粗加工時(shí)應(yīng)選擇強(qiáng)度高、可轉(zhuǎn)位刀片刀具，以便滿足粗銑時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求，同時(shí)通過更換刀片降低成本。精加工時(shí)應(yīng)選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求；三是合理選擇銑削用量。在銑削過程中所選用的切削用量稱為銑削用量。銑削用量的要素包括銑削速度Vc、進(jìn)給率f、背吃刀量ap和銑削寬度ae,銑削時(shí)，由于采用的銑削方式和選用的銑刀不同，背吃刀量ap和銑削寬度ae的表示也不同：其一，背吃刀量或銑削寬度的選擇。背吃刀量或銑削寬度的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定。在工件表面粗糙度值要求較大時(shí)，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求；在工件表面粗糙度值要求較小時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行；在工件表面粗糙度值要求很小時(shí)，可分粗銑、半精銑和精銑三步進(jìn)行；其二，進(jìn)給量和進(jìn)給速度的選取。切削時(shí)的進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量等切削用量相適應(yīng)，不能顧此失彼。工件剛度差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取小值。加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)選得小些，但不能選得過小，過小的進(jìn)給量反而會(huì)使表面粗糙度增大。輪廓加工中，選擇進(jìn)給量時(shí)還應(yīng)注意輪廓拐角處的“超程”和“欠程”問題。另外，在切削過程中，由于切削力的作用，使機(jī)床、工件和刀具的工藝系統(tǒng)產(chǎn)生變形，從而使刀具產(chǎn)生滯后，在拐角處會(huì)產(chǎn)生欠程現(xiàn)象，采用增加減速程序段或暫停程序的方法減少由此產(chǎn)生的欠程現(xiàn)象。選取切削速度時(shí)應(yīng)按以下原則：粗銑時(shí)切削負(fù)荷大，Vc應(yīng)取小值；精銑時(shí)，為減小表面粗糙度值，Vc取大值；采用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金銑刀時(shí)，Vc可取較大值；實(shí)際銑削后，如發(fā)現(xiàn)銑刀壽命太低，應(yīng)適當(dāng)降低Vc。[2]第三，合理選擇切削液。切削液的作用是為了提高切削加工效果。切削液的種類也很多，在加工中應(yīng)按實(shí)際的材料、加工方法以及機(jī)床等因素綜合考慮后再選擇。例如高速鋼刀具熱硬性差，一般應(yīng)使用切削液；切削銅、鋁及其合金，不能使用含硫的切削液；切削鎂合金，不能使用水基切削液，以免引起燃燒。第四，確定加工路線。加工路線是指刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。刀具在切入和切離工件時(shí)，應(yīng)沿外輪廓曲線延長線的切向切入和切離工件，以避免在切入和切出處產(chǎn)生刀具的刻痕而影響表面質(zhì)量，保證零件外輪廓曲線平滑過渡。內(nèi)輪廓的加工主要是要解決Z向切深進(jìn)刀的問題，通常加工內(nèi)輪廓的Z向進(jìn)刀方式主要有以下幾種：垂直切深進(jìn)刀、在工藝孔中進(jìn)刀、三軸聯(lián)動(dòng)斜線進(jìn)刀、三軸聯(lián)動(dòng)螺旋形進(jìn)刀。與此同時(shí)，在保證加工精度和表面粗糙度的前提下，應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時(shí)間。第五，加工余量的確定。加工余量可通過經(jīng)驗(yàn)估算法、查表修正法、分析計(jì)算法來確定，確定加工余量應(yīng)遵從以下原則：一是總加工余量和工序余量要分別確定；二是大零件取大余量。零件越大，切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形越大，所以對(duì)余量要求也越大；三是余量要充分，防止因毛坯表面缺陷未能完全切除即達(dá)到規(guī)定的尺寸要求而致使工件報(bào)廢；四是，采用最小加工余量原則。在保證加工精度和加工質(zhì)量的前提下，余量越小越好，以縮短加工時(shí)間，同時(shí)減少材料消耗，降低加工成本。

三、編制程序保證尺寸精度

第一，修改程序保證尺寸。在數(shù)控加工中，人們經(jīng)常采用這樣的方式進(jìn)行加工：程序自動(dòng)運(yùn)行后，進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)工件尺寸達(dá)不到要求，而且尺寸變化無規(guī)律。針對(duì)這種情況，可利用修改程序的方法來保證加工質(zhì)量。如圖中要求Φ30mm，實(shí)際測量為Φ30.06mm，可在軟件中將加工余量減少0.03（單邊值）。第二，修改刀補(bǔ)保證尺寸。若加工中尺寸變化有規(guī)律，如X和Y向的尺寸全部都比圖中尺寸大0.1mm，可通過修改刀補(bǔ)的方法保證加工精度。具體方法是：將該號(hào)刀的刀補(bǔ)減小0.05mm。

摘要：本文主要研究在學(xué)校的數(shù)控車床上應(yīng)用螺紋數(shù)控進(jìn)行加工編程的指令，并簡述螺紋數(shù)控加工編程指令的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：螺紋;數(shù)控加工;編程

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，數(shù)控加工技術(shù)逐漸廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。在一些較大型的機(jī)械零件中，時(shí)常會(huì)碰到一些較大的螺紋，而采用車削與絲錐等加工方法制造該類螺紋的傳統(tǒng)已不能滿足需要。為了滿足機(jī)床的加工技術(shù)，有關(guān)技術(shù)人員在數(shù)控銑床與加工中進(jìn)行螺紋銑削的加工，從而改變傳統(tǒng)的螺紋加工方法，以提高螺紋數(shù)控的加工技術(shù)。

1螺紋數(shù)控加工編程指令的應(yīng)用方法

1.1絲錐攻絲方法

數(shù)控機(jī)床中采用絲錐攻絲的方法，加工出各種中、小尺寸內(nèi)螺紋的刀具，提高數(shù)控機(jī)床的螺紋技術(shù)在使用上的方便，同時(shí)廣泛應(yīng)用于機(jī)床工作上。在學(xué)校的數(shù)控車床設(shè)計(jì)中，螺紋的底孔孔口要倒角，通孔的螺紋兩端都倒角，并使兩端之間的中心點(diǎn)放在水平位置，方便使用絲錐攻絲的過程中能夠快速便捷地判斷軸線與工件是否垂直于一平面。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，目前在螺紋數(shù)控的加工中，廠家主要注重絲錐在螺紋數(shù)控加工中的生產(chǎn)，并針對(duì)絲錐加工材料之間的性能，結(jié)合螺紋數(shù)控加工的特點(diǎn)[1]，改變絲錐的攻法性能。另一方面，用較大的絲錐高速切削，應(yīng)用相關(guān)的冷卻性能原理等，根據(jù)設(shè)施的機(jī)床設(shè)計(jì)來改變切削的速度，并采用不同的切割技術(shù)，根據(jù)絲錐與工件之間的接觸面積計(jì)量進(jìn)行冷卻。同時(shí)，切削過程要注意，如果在加工過程中絲錐的溫度過熱，會(huì)出現(xiàn)燒壞或者折斷現(xiàn)象。所以，在螺紋的數(shù)控加工絲錐過程中要把握好加工溫度等問題，正確使用絲錐攻絲的螺紋數(shù)控加工方法，從而保證螺紋的數(shù)控加工質(zhì)量，提高螺紋數(shù)控絲錐加工的使用壽命。

1引言

隨著現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的高速發(fā)展，薄壁零件能夠具有高強(qiáng)度、重量輕、高承載性等特點(diǎn)，在汽車、國防等工業(yè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。特別是在要求降低自身重量又不失強(qiáng)度、剛度的航空航天工業(yè)中得到很好的應(yīng)用[1，2]。

2零件工藝分析

圖1為某殼體的局部腔體結(jié)構(gòu)示意圖，該零件采用鋁合金2A12整體加工而成，外形尺寸102mm×170mm×250mm，六面均要加工，且需要多次裝夾，加工完后重量約為1190g，材料去除率高達(dá)90%。該零件腔體最深處為95mm，中間筋2mm，四周壁最薄處達(dá)2mm，底部為5mm×94mm×80mm的凸面，凸面周邊為異型減重腔，底部凸面的加工精度要求是平面度為0.012、腔內(nèi)4根筋的平面度為0.025及兩腔壁平面的平行度為0.04。零件加工后的尺寸相差較大，整體剛度較差，加工時(shí)極易產(chǎn)生振動(dòng)，故該零件在銑削過程中或者銑削后都會(huì)產(chǎn)生較大的變形誤差，從而會(huì)導(dǎo)致零件的形位公差等難以達(dá)到要求。要保證該零件的加工精度，關(guān)鍵是控制零件在加工過程中由于各類應(yīng)力（切削力和切削熱產(chǎn)生的應(yīng)力、裝夾產(chǎn)生的應(yīng)力以及毛坯的殘余應(yīng)力等）引起的變形。

3工藝流程

從加工工藝角度出發(fā)，合理安排加工工序、加工位置、余量分配、加工路徑等，能減小整體結(jié)構(gòu)件的加工變形[3]。根據(jù)上述分析，加工工藝流程確定如下：備料→粗銑外形及內(nèi)腔→去應(yīng)力退火→精銑外形→數(shù)控銑半精加工→銑削缺口→鉗工→數(shù)控銑精加工→鉗工→研磨→三坐標(biāo)測量。該零件工藝流程主要控制點(diǎn)在數(shù)控銑工藝。為保證加工質(zhì)量及精度：（1）安排粗、精加工及鉗工矯形；（2）先加工內(nèi)腔，再加工外形，以利于提高剛度，防止振動(dòng)；（3）合理安排熱處理，以提高尺寸穩(wěn)定性；（4）零件底部凸面設(shè)計(jì)工藝加強(qiáng)筋，以提高零件的裝夾剛度；（5）采用小直徑銑刀加工，以減小切削力。

摘要：CAXA-ME宏加工的倒圓角功能具有編程簡單且高效的特點(diǎn)。為適應(yīng)高速數(shù)控銑削加工要求，對(duì)宏加工程進(jìn)行簡單且有規(guī)律的調(diào)整，通過代碼反讀和加工仿真驗(yàn)證程的宏加工軌跡有效性與可行性。

關(guān)鍵詞：CAXA-ME；宏加工；數(shù)控加工

在數(shù)控銑削加工中，CAXA-ME[1]（CAXA制造工程師）用于自動(dòng)編程，其“宏加工”功能主要用于倒圓角的半精加工或精加工，它充分利用Fanuc數(shù)控系統(tǒng)的宏程[2]功能，高效而靈活地生成倒圓角的加工程。用“宏加工”功能生成的加工軌跡合理與否，在高速銑削加工時(shí)對(duì)表面加工質(zhì)量影響較大，因此，研究高速數(shù)控銑削情況下的加工軌跡問題十分必要。

1倒圓角的加工軌跡

1.1參數(shù)設(shè)置?！暗箞A角加工”對(duì)話框如圖1所示，設(shè)置倒圓角參數(shù)。從安全角度考慮，“切入直線長”須大于刀具半徑。刀具參數(shù)設(shè)置。選擇直徑φ16的球頭銑刀，刀具名D16，刀具號(hào)8，刀具補(bǔ)償號(hào)8，刀具半徑8mm，刀角半徑8mm，其它刀具參數(shù)默認(rèn)系統(tǒng)缺省設(shè)置。切削用量等為系統(tǒng)缺省設(shè)置。1.2生成宏加工軌跡。選擇沿Y+方向進(jìn)刀，生成開、閉輪廓的倒圓角加工軌跡，如圖2和圖3所示。

2刀具路徑的高速銑削工藝要求

1零件加工工藝方面的機(jī)械數(shù)控加工編程技術(shù)

為了提升零件的精密度，提高機(jī)械零件加工的效果和質(zhì)量，人們將先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備中，從而保障機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行達(dá)到預(yù)期的使用效果。其中應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)編程技術(shù)可以優(yōu)化機(jī)械零部件的加工工藝，有利于研究分析與刀具設(shè)備相關(guān)的工藝信息，有利于人們用相關(guān)軟件編程程序?qū)?fù)雜的機(jī)械零部件加工處理的時(shí)候?qū)φ麄€(gè)機(jī)械加工程序優(yōu)化處理，保障其質(zhì)量。

1.1刀具的選擇

在進(jìn)行零部件加工時(shí)，數(shù)控銑削加工工藝發(fā)揮著十分重要的作用，因?yàn)樗鼤?huì)影響機(jī)械零部件的加工成本，影響整個(gè)機(jī)械加工的質(zhì)量。作為數(shù)控銑削加工工藝的主要設(shè)備，刀具的選擇就十分的重要。目前常用的刀具包括錐度銑刀、刀銑刀、以及圓角立銑等，不同的刀具在不同的應(yīng)用過程中有著不同的使用效果，所以在選擇刀具的時(shí)候，必須有一定的原則。首先，在選擇刀具類型時(shí)應(yīng)該考察其被加工型面形狀。再次，選取刀具時(shí)應(yīng)采用從小到大的原則并考慮型面曲率的大小。最后，盡可能選擇圓角銑刀進(jìn)行粗加工。

1.1.1考慮被加工型面形狀

為了保障被加工面的加工質(zhì)量，在加工機(jī)械零部件時(shí)，有時(shí)也會(huì)對(duì)凹形進(jìn)行精細(xì)加工處理，一般情況下，處理工具是球頭刀。然而，在加工凸形面時(shí)，人們一般都是用平端立銑刀作為加工工具。但是也有用圓角立銑刀工具進(jìn)行加工的情況，就是如果人們明確要求凸形面的加工質(zhì)量。