數(shù)控加工刀具及參數(shù)選擇，這都是經(jīng)驗(yàn)

數(shù)控加工具有高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，數(shù)控刀具一般分為通用刀具、專用刀具及某些特殊刀具。刀具通過刀柄連接并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。
數(shù)控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)夾式聯(lián)接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種）。③特殊形式，如復(fù)合式刀具、減振式刀具等。
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（涂層和非涂層）。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。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，要求我們換刀迅速，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30％～40％，金屬切除量占總數(shù)的80％一90％。
數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)：①剛性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及熱變形小。②互換性好，便于快速換刀。③壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠。④刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間。⑤刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除?#9317;系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。
由于數(shù)控刀具具有以上特點(diǎn)，以及數(shù)控技術(shù)發(fā)展需要，市面上各類輔導(dǎo)書花樣翻新，層出不窮，其質(zhì)量參差不齊，有的作者只是為了賺取稿費(fèi)，其中設(shè)置參數(shù)很是隨意，直接造成的后果就是很多學(xué)生拿到書籍，不知道應(yīng)該相信哪本書，也給我們?nèi)粘＝虒W(xué)帶來很多的麻煩，經(jīng)常出現(xiàn)的事情就是，學(xué)生拿著書懷疑我們教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)確性。
這里有一個(gè)例子，某次全國性質(zhì)的金工實(shí)習(xí)培訓(xùn)項(xiàng)目，有數(shù)十位相關(guān)人員參加，我們單位負(fù)責(zé)數(shù)控銑床實(shí)習(xí)操作，我們準(zhǔn)備的材料為易切削剛，45鋼，使用的刀具為16高速鋼鍵槽銑刀，刀具為新刀具，倒角大小為0.5mm。機(jī)床種類為自貢數(shù)控加工中心，X軸行程1050mm,機(jī)床的剛性良好。無冷卻液狀態(tài)加工。我們指導(dǎo)人員設(shè)置的加工參數(shù)分別為：S=400n/min，t=1mm.f=150mm/min。按照這一組參數(shù)加工，機(jī)床加工狀態(tài)良好，噪音很小，機(jī)床沒有什么明顯的抖動(dòng)。操作工程中，其中一位年輕老師反對(duì)我們?cè)O(shè)置的參數(shù)，要求更改S=600n/min，及t=2mm，我們分別做了實(shí)驗(yàn)：
采取S=600n/min時(shí)，刀具很快磨損，鐵屑形狀有片狀變?yōu)樗槟F屑顏色由淡黃色變?yōu)樗{(lán)色，直至加工過程中產(chǎn)生刺耳的摩擦聲音，說明S=600mm/min參數(shù)設(shè)置不合適分析原因是刀具線速度過快，刀具與工件劇烈摩擦，產(chǎn)生的熱量來不及排除，造成刀具硬度下降，從而快速磨損。
t=2mm時(shí)，加工樣式為一封閉槽，刀具加工工件時(shí)，機(jī)床劇烈抖動(dòng)，刀具崩裂且主軸停轉(zhuǎn)，報(bào)警顯示為，扭矩過大。造成原因我們分析為加工深度過大，刀具受力變大，超過主軸扭矩要求，造成刀具損壞，從而使機(jī)床主軸停轉(zhuǎn)。這只是其中一個(gè)簡單的例子，如果按照某些參考書設(shè)置，問題更大，他們無論加工什么材料，刀具直徑多大，都能設(shè)置相同參數(shù)，這是令人值得深思。
下面是加工，以及針對(duì)特定材料刀具做的破壞性試驗(yàn)，得到的一些參數(shù)，日常加工的到的參數(shù)設(shè)置關(guān)系，與大家交換一下意見。加工材料同樣是45鋼，刀具為16高速鋼鍵槽銑刀，采取無冷卻液加工方式。
可以按照這個(gè)規(guī)律選擇:
（1）刀具的線速度滿足f=15~25M/min,一般選取f=17~20M/min，這個(gè)可以根據(jù)加工條件進(jìn)行上下浮動(dòng)，習(xí)慣選擇線速度為19mm/min，因?yàn)閿?shù)控車床加工過程是連續(xù)切削，所以數(shù)控車選擇速度可以略慢一些。其受限制因素有如下幾點(diǎn)：1、刀具類型材料及待加工工件材料；2、機(jī)床性能；3、加工工時(shí)限制；4.冷卻條件。
（2）按照線速度公式，我們可以得出，線速度選取19~20M/min時(shí)，?16高速鋼刀具，其轉(zhuǎn)速選擇400n/min還是符合要求的。當(dāng)然隨著工件材料硬度變化，速度需要適當(dāng)調(diào)整。
（3）切削深度條件。一般情況下加工選擇：“宜寬不宜深”，也就是說加工過程中優(yōu)先選擇寬度方向加大，而深度方向需要減小。過大的加工深度直接影響加工質(zhì)量，及刀具壽命，通過破壞性試驗(yàn)得出，粗加工深度一般為直徑的0.05~0.2，半精加工0.5~0.8mm，精加工一般小于0.5mm。
（4）進(jìn)給量選擇，一般按照每齒進(jìn)給量計(jì)算，推薦選取范圍為0.03~0.15mm/齒.然后每齒進(jìn)給量與轉(zhuǎn)速、齒數(shù)相乘，的到位們需要的進(jìn)給量。
當(dāng)然所有的參數(shù)選擇都是要根據(jù)實(shí)際情況來選取，盡信書不如無書，這個(gè)道理大家都需要明白的，比如說加工鋁合金材料進(jìn)不能完全按照某些經(jīng)驗(yàn)值來選擇，因?yàn)殇X合金材料具有較大的粘性，加工鋁合金材料是，鋁合金碎末經(jīng)常是粘接在刀具上，如果不能夠及時(shí)清理，刀具就很容易損壞。另外就是不銹鋼材料，因?yàn)椴讳P鋼材料的加工硬化特性，每一刀加工深度的選擇，就不能完全依照“宜寬不宜深”的原則，這時(shí)候加工深度就需要采取跨過加工硬化層的方式，否則很難加工。當(dāng)然這種類似的例子還有很多，就不一一列舉了。
另外，刀具材料不僅僅包括高速鋼刀具，還有硬質(zhì)合金鋼刀具，各種涂層刀具。以合金鋼刀具為例，我們進(jìn)過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為刀具線速度取89~92M/min，比較合適，其余帶涂層類刀具參數(shù)，不能完全按照刀具生產(chǎn)廠家給的參數(shù)執(zhí)行，因?yàn)樗麄兊玫降膮?shù)是最理想狀態(tài)下的到的參數(shù)，具體執(zhí)行建議取50~70%。當(dāng)然，具體加工效果還是需要讀者自行試驗(yàn)，因?yàn)槔碚撝R(shí)往往受現(xiàn)實(shí)因素影響很大。