试析数控铣削加工刀具选择及进刀方式

李伟　郭涛

摘要正确地选择数控加工刀具和进刀切入方式以保证数控加工的质量和效率。选择标准数控刀具时，应结合实际情况，在数控铣削各种型面的加工中，合理地选用对应刀具、选择切削加工方向、进刀切入方式，使零件的切削尺寸精度和表面粗糙度满足要求。

关键词数控加工刀具选用进刀方式保证质量

中图分类号：TQ153 文献标识码：A

数控加工工艺要考虑正确地选择数控加工刀具和进刀切入方式保证数控加工的质量和效率。数控铣削加工具有有较高的精度、速度快、可靠性好、效率高等特点，数控铣削加工对切削加工刀具的要求更高，铣削刀具的刚性、强度、耐用度和安装调整方法及在数控铣削各种型面的加工中，应合理地选择切削加工方向、进刀方式，避免接刀痕、过切等现象的发生保护刀具，保证零件的切削加工精度和加工效率。

1影响数控铣削加工刀具選择的因素

数控铣削加工刀具选择时，通常要考虑机床的加工能力、材料状态、工序内容等因素，（1）被加工工件材料的类别。工件常用材料有:有色金属、黑色金属和非金属等不同。（2）切削工艺的类别。粗加工、半精加工、精加工等。（3）被加工工件材料的性能，包括硬度、韧性、组织状态等。（4）被加工工件的几何形状，连续或断续切削、刀具切入和退出角度、尺寸精度、表面粗糙度。（5）切削用量:切削深度、进给量、切削速度。数控铣削加工刀具要结合实际情况优先选用标准刀具，才可选用特殊的专用刀具。如整体硬质合金刀具、陶瓷刀具、可转位刀具、面铣刀、鼓形铣刀、立铣刀、端面铣刀、环形铣刀、球头铣刀、锥形铣刀、盘形铣刀等。

2数控铣削加工刀具的选用

刀具的选择应要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。应考虑以下方面:

2.1孔加工刀具的选用

（1）数控机床孔加工是由于切削条件和钻头的刚性决定，选用钻头直径D应满足L/D≤5(L为钻孔深度)的条件。（2）钻孔前为了保证孔加工的定位精度先可用中心钻钻定位孔。（3）为了平衡径向力，减少镗孔振动，镗孔时可选用对称的多刃镗刀头进行镗削。（4）铰孔前孔口要倒角，精铰孔可选用浮动绞刀。（5）为了以减少切削振动，可考虑选择较粗和较短的刀杆。

2.2铣削加工刀具选用

（1）铣削平面的刀具可选用可转位90 立铣刀，硬质合金刀片的立铣刀用于粗铣时铣刀直径要选小一些，精铣时铣刀直径要选大一些，当加工余量大且余量不均匀时，刀具直径选小一些，否则会造成因接刀刀痕过深而影响工件的加工质量。（2）铣削加工中常采用球头铣刀、锥形铣刀、鼓形铣刀、环形铣刀对变斜角轮廓和立体曲面外形工件进行加工。（3）铣削加工中可选用镶硬质合金的玉米铣刀对毛坯表面或孔的粗加工进行强力切削。（4）加工凸台和凹槽多用高速钢立铣刀。（5）可选用镶立方氮化硼刀片或镶陶瓷刀片的端面铣刀，对加工余量较小，表面粗糙度要求较高工件进行加工。（6）对凹槽加工，要选用的立铣刀直径比槽宽小，先铣槽的中间部分，然后利用刀具半径补偿功能铣削槽的两边，以保证加工精度满足要求。

3数控铣削加工进刀方式

3.1轮廓铣削加工的进刀方式

3.1.1法线进刀和切线进刀

轮廓铣削加工进刀方式分法线进刀和切线进刀两种。（1）法线进刀方式用于粗加工、半精加工或者表面质量要求不高的工件，这是由于法线进刀方式容易产生刀痕。法线进刀的路线短，因而切削效率相应较高。（2）切线进刀方式是圆弧切入的方式能有效地保证轮廓加工工件的表面质量，不容易产生刀痕。在切削毛坯余量较大时离开工件轮廓一段距离下刀再切入，很好地起到了保护立铣刀的作用。

3.1.2挖槽和型腔加工中的进刀方式

在数控铣削挖槽和型腔零件加工中的进刀方式，有垂直下刀方式、螺旋下刀方式和斜线下刀方式三种进刀方式:

（1）垂直下刀方式。

挖槽和型腔加工中要使用键槽铣刀直接垂直下刀进行切削。通过键槽铣刀其端部刀刃进行切削，但垂直下刀进刀方式加工时的平稳性较差，因而表面粗糙度较差;同时在同等切削条件下，键槽铁刀较立铣刀的每刃切削量大，因而刀刃的磨损也就较大，在大面积切削中的效率较低。所以，采用键槽铣刀直接垂直下刀进行挖槽和型腔加工切削方式，一般用于被加工零件面积小的切削加工或对表面粗糙度要求不高的被加工零件使用。

（2）螺旋下刀方式。

螺旋下刀方式是现代数控加工应用较为广泛的下刀方式，模具制造中常用螺旋下刀方式。进行高速切削时合金模具铣刀如采用垂直进刀时，大切深的能力较差。合金模具铣刀如采用垂直进刀可以通过螺旋下刃的方式，通过刀片的侧刃和底刃的切削，能解决刀具中心除切削刃以外刀具别部分与工件的干涉，螺旋下刀方式使切削刀具沿螺旋朝深度方向渐进下刀，达到进刀切削的结果。这样，采用螺旋下刀方式可以在切削的平衡性、可靠性与切削效率之间折中保证工件加工质量。

（3）斜线下刀方式。

在数控铣削挖槽和型腔零件加工中长条形的型腔工件的加工，无法用螺旋下刀方式下刀加工的零件，应考虑用斜线下刀万式。在数控铣削挖槽和型腔零件加工中采用斜线下刀万式下刀时刀具快速移动至加工零件上表面上方适当位置，然后刀具与零件加工表面形成一个进刀角度切入，刀具以斜线下刀方式切入工件， 斜线下刀方式进刀路线如字母Z字。

综上所述，在生产实践中正确理解数控加工对刀具选择和数控铣削加工中各种进刀方式的特点和适用范围，对提高零件加工效率及表面质量。数控铣削可结合加工零件的工艺性要求去选择合适的刀具和进刀方式，保证零件的切削加工精度和加工效率。

参考文献

[1]齐继生,刘世清.最佳铣削用量的选择[J].华东冶金学院学报,2000(04).

[2]陈研.数控铣削加工研究[J].中国金属加工在线,2009.