小型数控钻铣床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、高效和 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；镶嵌式。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石 刀具；④陶瓷刀具等。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、钻铣床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，应选镙硬质合金刀片 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 最小曲率半径。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 选择平头刀。
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尽璽减少刀具数塁;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先进行曲面精加工，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 保证加工质置的前提下，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 置手册，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，以形成最佳 切削用置。切削用置的选择可参考表1

表1切削用畺的选取(高速钢立铣刀

(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)do

(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/ min左右：而用同样的立铣刀铣削铝合金时，切 削速度可选129m/ min以上。

(4)主轴转速n(r/min)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：

第一、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/ min范围内选取。

第二、在刀断、加工深孔或用高速钢刀具加工 时，宜选择较低的进给速度，一般在20- 50mm/min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,—般在20- 50mm/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 是最大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。中捷数控机床在数 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。

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