0 引言

　　近年來，隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，為提高競爭力，企業(yè)自覺地應(yīng)用高新技術(shù)來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造加工業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。其中加工中心因為功能齊全并設(shè)有刀庫和自動換刀裝置，而成為日前世界上產(chǎn)量最多，應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計數(shù)據(jù)成為可能，特別是計算機(jī)與數(shù)控機(jī)床的連接，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機(jī)上完成，一般不需要輸出專門的工藝。

　　現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能，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，如刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量的確定等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動生成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比，同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點，以便能夠正確的選擇刀具。

1 數(shù)控加工刀具的特點

　　1.1 數(shù)控刀具的定義及應(yīng)滿足的要求

　　數(shù)控刀具是指與先進(jìn)高效的數(shù)控機(jī)床相配套使用的各種刀具的總稱，是數(shù)控機(jī)床不可缺少的關(guān)鍵配套產(chǎn)品，數(shù)控刀具以其高效、精密、高速、耐磨、高耐用度和良好的綜合切削性能取代了傳統(tǒng)的刀具。數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要連接刀具并裝在機(jī)床動力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。

　　1.2 數(shù)控刀具與傳統(tǒng)(普通)機(jī)床刀具的比較

　　數(shù)控刀具與傳統(tǒng)機(jī)床刀具相比，有許多不同的要求，主要特點皿圳有：

　　1)剛性好(尤其是粗加工刀具)，精度高，抗振及熱變形?。?br/>　　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)整時間；
　　5)刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切削的排除；
　　6)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理；
　　7)刀具有很高的切削效率；
　　8)數(shù)控刀具有高的精度和重復(fù)定位精度；
　　9)應(yīng)有月具在線監(jiān)控及尺寸補(bǔ)償系統(tǒng)。

2 數(shù)控加工刀具的選擇及應(yīng)考慮的因素

　　2.1 數(shù)控加工刀具的選擇

　　正確選擇數(shù)控刀具可提高數(shù)控工作效率，保證數(shù)控刀具資源的合理配置，既可以避免因個別刀具閑置造成的資源浪費，又可以避免對個別刀具的額繁借用，造成精度無法保證以及生產(chǎn)上的相互牽制。刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)受瓦狀態(tài)下進(jìn)行的。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加上的剛性。

　　選擇刀具時，要使用的尺寸與被加工下件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)臺金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽計，選高速鋼矗銑刀；加工毛坯表面或粗加工扎時，可選取鑲硬質(zhì)臺金刀片的玉米銑刀；對一些立體碰面和變斜角輪廓外彤的加工時，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑”、錐形銑月和盤行銑刀。

　　在進(jìn)行自由曲面加工時，由于球頭川具的端部切削速度為零，因此，為保證加上精度，切削行距一般取得很密．故球頭刀具常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，強(qiáng)受任保汪幣過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，部應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，怛由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。在加工中心上，各種刀具分別裝在月庫卜，按程序規(guī)定隨時進(jìn)行選刀和換刀動作。因此，必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前，我國的加工中心采用TSG上具系統(tǒng)，其刀柄有直柄(三種規(guī)格)和錐柄(四種規(guī)格)兩種，戈包括16種不同用途的刀柄。

　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨，測量和更換多為人工手動進(jìn)行，占用輔助時間較路，因此，必須合理安排刀具的排列順序。

　　2.2 選擇刀具應(yīng)考慮的因素

　　在選擇刀具類型和選擇川具的類型和規(guī)格時，主要考慮以下因素的影響：

　　1)生產(chǎn)性質(zhì)；2)機(jī)床類型t；3)數(shù)控加工方案；4)工件的尺寸廈外形；5)加工表面粗糙度；6)加工精度；7)工件材料。

　　在選擇數(shù)控機(jī)床加工刀具時，還應(yīng)考慮以下幾方面的問題：

　　1)數(shù)控刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)能夠滿足加工要求，刀具材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)；2)切削性能好t；3)精度高，4)可靠性高；5)耐用度高；6)斷屑及排屑性能好。

3 刀具的選擇與自動編程實例

　　3.1 基于cAxA2004制造工程師中刀具的選擇

　　如圖1所示，五角星高45mm，直徑Φ22mm．五角星的機(jī)械加工工藝過程卡如表所示，根據(jù)刀具選擇原則及選擇刀具時應(yīng)考慮的因素得，數(shù)控刀具卡片如表2所示，其中工序號40部分由數(shù)控銑完成。

　　通過對刀具選擇原則和刀具選擇時應(yīng)考慮的影響因素的分析，從而選擇出正確的加工刀具。這樣有利于：1)減少了程序的調(diào)試時間，減少了機(jī)床工時占用，縮短了生產(chǎn)周期；2)通過數(shù)控刀具的選擇，不僅可以縮短生產(chǎn)周期，又可以避免多次裝夾和人工換刀所帶來的人為誤差，提高了加工精度，提高了加工的準(zhǔn)確性和加工復(fù)雜工件的能力；3)編程結(jié)果直觀，處理速度快，經(jīng)仿真切削和刀具干涉檢查，所編程序一次成功，大幅度減少了機(jī)床調(diào)整時間和試切時間。

　　3.2 CAXA2004制造工程師中自動編程生成加工代碼

4 結(jié)束語

　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，量化生產(chǎn)線的形成，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。而加工中心機(jī)床刀具是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)，要在人機(jī)交互狀態(tài)下如何根據(jù)實際情況進(jìn)行正確的選用，是編程人員必須掌握的。只有對加工中心刀具結(jié)構(gòu)和選用有充分的了解和認(rèn)識，才能在實際工作中靈活運用，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。