數控機床的選擇原則

刀具壽命與切削量密切相關，制定切削用量時，首先應選擇合理的刀具壽命，合理的刀具壽命應根據優化目標確定。一般分為2種：最高生產率刀具壽命和最低成本刀具壽命。前者按單件工時最少的目標確定，后者按工序成本最低的目標確定。

根據刀具的復雜程度、制造和刃磨成本等考慮選擇刀具壽命時，可考慮以下幾點。復雜和高精度刀具的壽命應高于單刃刀具。對于機床夾緊的可轉位刀具，由于換刀時間短，為充分發揮其切削性能，提高生產效率，刀具壽命可選低一些，一般為15～30min。對于刀具安裝、換刀和調刀比較復雜的多刀機床、組合機床和自動化加工機床，刀具壽命應選高一些，同時應保證刀具的可靠性。當車間某一工序的生產率限制了整個車間生產率的提高時，該工序的刀具壽命應選低一些。當全廠某一工序單位時間的成本較大時，刀具壽命也應選低一些。大型零件精加工時，為保證至少完成一道走刀，避免切削中途換刀，刀具壽命應根據零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比， 數控加工 對切??削刀具提出了更高的要求，不僅要求質量好、精度高，還要求尺寸穩定性高、耐用度高、安裝調整方便，滿足數控機床的高效率要求。數控機床上選用的刀具往往采用適合高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細顆粒硬質合金)，并使用可轉位刀片。

數控車削機床

常用的數控車刀一般分為成形車刀、尖頭車刀、圓弧車刀和3種類型。成形車刀又稱原型車刀，加工零件的輪廓形狀完全由車刀刃口的形狀和尺寸決定。在數控車削加工中，常用的成形車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車刀和螺紋車刀等。在數控加工中，應盡量少用或不用成形車刀。尖頭車刀是一種以直刃為特征的車刀，該類車刀的刀尖由直線型主切削刃和副切削刃組成，如3內外車刀、左右面車刀、切槽（切削）車刀以及刀尖較小的各種內外切削刃的孔車刀。尖頭車刀的幾何參數(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削基本相同，但要充分考慮數控加工的特點(如加工路線、加工干涉等)，同時還要考慮刀尖本身的強度。

2、圓弧形車刀。圓弧形車刀是一種車刀，其特點是切削刃呈圓弧形，圓度或線性輪廓誤差較小。車刀圓弧邊緣的每一點都是圓弧形車刀的刀尖。因此，刀位點不在圓弧上，而是在圓弧的圓心上。圓弧形車刀可用于車削內外表面，特別適用于車削各種光滑連接（凹面）成形表面。在選擇車刀圓弧半徑時，應考慮2點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹面輪廓上的最小曲率半徑，以免加工干澀。半徑不宜過小，否則不僅制造困難，還可能因刀尖強度弱或刀體散熱能力差而損壞車刀。

數控銑床

在數控加工中，平底立銑刀常用于銑削平面零件的內外輪廓及銑削平面。刀具相關參數的經驗數據如下：一是銑刀半徑RD應小于零件內輪廓表面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD=（0.8-0.9）Rmin。二是零件的加工h2H<（1/4-1/6）RD，以保證刀具有足夠的剛度。第三，用平底立銑刀銑削內槽底部時，由于槽底2道走刀需要重疊，而刀具底刃半徑Re=Rr，即直徑d=2Re=2（Rr）。取刀具半徑為Re=0.95（Rr）。對于一些變斜角的3維輪廓和外形的加工，常用球面銑刀、環形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

數控機床大多采用系列化、標準化的刀具，對于可轉位機夾式外圓車刀、端面車刀等刀架、刀頭，都有國家標準和系列化型號，對于加工中心、自動換刀系統的機床刀具和刀架都已系列化、標準化，例如錐度刀具系統的標準代號為TSG-JT，直柄刀具系統的標準代號為DSG-JZ。另外，對于選定的刀具，在使用前需對刀具尺寸進行嚴格測量，獲得準確的數據，操作人員將這些數據輸入數據系統，通過程序調用完成加工過程，從而加工出合格的工件。

工具的要點

刀具從什么位置開始移動到指定位置呢？所以在程序開始執行時，必須確定刀具在工件坐標系中開始移動的位置。這個位置就是程序執行時刀具相對于工件的起始點。所以叫程序起點或起始點。這個起始點一般由對刀來確定，所以這個點也叫對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。設置對刀點的原則是便于數值加工，簡化編程；加工時容易找正、檢查；引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上，還可以設置在機床上。為了提高零件的加工精度，對刀點應盡可能設置在零件的設計基準或工藝基準上。在機床實際操作中，可以通過手動對刀操作，把刀具的刀位點放在對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”重合。所謂“對刀點”是指刀具的定位基準點。車刀的對刀點是刀尖或刀尖圓弧的圓心。平底立銑刀是刀軸與刀具底面的交點；球頭立銑刀是球心，鉆頭是點。手工對刀操作精度低，效率低。有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應規定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架旋轉換刀時的位置。換刀點應位于工件或夾具的外部，換刀時不得觸及工件等部位。

加工數據

在數控編程中，編程人員必須確定每一道工序的加工數據，并以指令的形式寫在程序中。切削參數包括主軸轉速、背面加工數據和進給速度等。針對不同的加工方法，需要選擇不同的切削參數。加工數據的選擇原則是保證零件的加工精度和表面粗糙度，充分發揮刀具的切削性能，保證刀具的合理耐用度，充分發揮機床的性能，最大限度的提高生產率，降低成本。

1.確定主軸轉速。

主軸轉速應根據允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。計算公式為：n=1000v/7·1D式中：V為切削速度，單位為m/m移動，由刀具的耐用度決定；N為主軸轉速，單位為r/min，D為工件直徑或刀具直徑，單位為mm。對于計算出的主軸轉速N，最后應選擇機床具有或接近的轉速。

2.確定進給速度。

進給速度是數控機床切削參數中的一個重要參數，主要根據零件加工精度、表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質來選擇。最大進給速度受機床剛性和進給系統性能的限制。確定進給速度的原則：在保證工件質量的情況下，為提高生產效率，可選用較高的進給速度。一般在100-200mm/min;切削、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，應選擇較低的進給速度，一般在20-50mm/min;當加工精度、表面粗糙度要求較高時，進給速度應選取較小，一般在20-50mm/min；當刀具空轉時，特別是長距離“回零”時，可以設定機床數控系統設置的最大進給速度。

3.確定切割深度。

吃刀深度由機床、工件和刀具的剛性決定，在剛性允許的情況下，吃刀深度應盡可能等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。為保證加工表面質量，可留出少量的精加工余量，一般為0.2-0.5mm總之，加工數據的具體數值要根據機床性能、相關手冊以及實際經驗，類推確定。

同時，主軸轉速、切削深度、進給速度三者可以互相適應，形成最佳切削參數。

加工數據不僅是機床調整前必須確定的重要參數，而且其取值合理與否對加工質量、加工效率、生產成本都有著十分重要的影響。所謂“合理”的加工數據，是指在保證質量的前提下，充分利用刀具切削性能和機床動態性能（功率、扭矩）以獲得高生產率和低加工成本的加工數據。