数控刀具范文
时间：2023-03-20 01:17:01
导语：如何才能写好一篇数控刀具，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）07-
加强刀具选择与优化刀具系统设计，将有助于降低企业刀具使用成本投入，更有利于提高数控机床生产效率。本文将简要阐述加强数控刀具管理、促进数控机床增效，并就数控机床，深入探讨数控车刀选择与优化刀具系统设计。
1 数控刀具的分类
1.1 根据数控刀具结构分类
就数控刀具结构而言，其可被简单划分为整体式、镶嵌式及减振式三大类。就镶嵌式数控刀具而言，其可被划分为机夹式及焊接式两类。就机夹式数控刀具刀体结构而言，其又可被划分为不转位及可转位两类。减振式数控刀具的适用情况：若刀具工作臂长，直径的比值过大，则往往使用减振式数控刀具以减少刀具振动，提高数控产品加工精度。
1.2 根据数控刀具制作材料分类
就数控刀具制作材料而言，其可被简单划分为高速钢刀具及硬质合金刀具、金刚石刀具三大类。通常情况下，高速钢属型坯材料，相对于硬质合金，高速钢的韧性更好，而其耐磨性、硬度及红硬性更差，因此高速钢刀具不适合用于高速切削及高硬度材料切削。相对于高速钢刀具及金刚石刀具，硬质合金刀具的切削性能更高，其在数控车削领域得到了广泛的应用。硬质合金刀片已经出现了标准规格系列产品，其具体切削性能及技术参数主要为其生产厂家提供。金刚石类刀具在难加工、高强度、高硬度、有色金属切削加工行业的应用较为普遍。
1.3 根据切削工序分类
就切削工序而言，数控车削刀具分为内孔、外圆、内螺纹、外螺纹及切槽、切端面环槽、切端面、切断等。数控车床机夹可转位刀具一般属标准规格，机夹可转位刀具的刀体及刀片均属标准规格，刀片材料以涂层硬质合金、硬质合金及高速钢为主。数控车床机夹可转位刀具类型以外圆刀具、内圆刀具、外螺纹刀具、内螺纹刀具、孔加工刀具（包括镗刀、中心孔钻头、丝锥等）切断刀具为主。机夹可转位刀具加固不重磨刀片常用结构有螺钉、杠销、螺钉压板、楔块等。就切削方式而言，数控车床所用刀具可分为圆表面切削刀具、中心孔类刀具、端面切削刀具。
2 数控加工刀具特点
2.1 刀具或刀片的经济寿命指标及耐用度的合理性
现阶段，数控加工刀具生产过程中，刀具质量测量的依据为刀具耐用度。切削刀具批量生产时，各刀具工件材质及材料间均或多或少地存在某些差异，原因是切削刀具生产将不可避免地受到某些客观因素的影响，如刃磨质量，所以，同一生产环境下生产的切削刀具，其耐用度也将不尽相同。就数控方面而言，刀具耐用度平均指标及其可靠指标Tp均应具备齐全。通常情况下，刀具标准可靠度不宜低于0.9。
2.2 刀片或刀具方便切削控制
因数控机床的各设备均存在多个刀具，且切削量相当大，则切削塑性金属过程中，必须确保刀具未被切屑缠绕及工艺和工件装备均应控制其切削不随意喷溅，以确保切削操作人员的安全及零件输送与定位，且避免其影响到切削液喷注施工质量，所以，在切削作业时做好使用振动切削、断屑块刀具等，以提高断削效果。
2.3 刀片或刀具切削参数及几何参数的典型化及规划化
数控刀具的精度应该得到切实的保证，数控刀具精度主要是指刀具形状精度、刀柄及刀片对数控机床主轴相对位置精度、刀柄及刀片拆装及转位重复精度。数控刀具切削部分几何尺寸变化幅度应该被控制在一定的范围内，不宜过大。此外，刀体刀片及刀杆反复装卸精度的稳定性应该得到控制。
2.4 优化刀柄及刀片自动换刀及定位基准系统
数控刀具更换的自动化及快速性要求刀柄及刀片高度的规格化、通用化及系列化，且刀具应该具备调整及控制尺寸的功能或自动补偿刀具磨损的装置，以加快刀具换刀调整速度。
3 刀具选择
3.1 数控刀具型号
国内外刀具厂商统一标准为ISO。若编号不同，其代表的刀具参数亦不同，则数控刀具选择时，应以其具体几何参数为参考依据。
3.2 刀片形状选择
3.2.1 数控车刀片形状主要由加工部位形状所决定，且其也为刀具选择的重要参考依据之一。数控车刀片形状主要包括刀尖角、刀具主偏角、刀具有效刃数等，通常情况下，刀尖强度随着刀尖角的增大而逐渐增强，若刀尖角小，其也不会对任何方面造成干涉。针对刀尖角小的刀具，其最佳使用范围为复杂型面，即沟槽或下坡型面开挖。表1列出了刀片形状选择所涉及的相关内容：
3.2.2 刀片类型。刀片类型主要是指刀具是否存在中心孔或断屑槽，选定刀体之后，可用刀片可适当确定为一类或几类。通常情况下，A、G、N等正反面均设置有刀刃的类型更容易被选中，理由是这三类刀片类型有助于刀片利用率的提高。
3.2.3 刀尖半径。刀尖圆弧半径事关数控刀具切削效率、被加工工件精度及其表面粗糙度等。就刀尖最大进给量与其圆弧半径间的关系而言，最大进给量应该≤80%刀尖圆弧半径，不然，其势必会导致刀具切削条件恶化或出现打刀及螺纹状问题。所以，在选择刀具时，一定要确保刀具的刀尖圆弧半径应该≥1.25倍最大进给量。
3.2.4 就小余量而言，若车削为小进给量，则其刀尖圆弧半径也应该足够小；若车削为大进给量，则其刀尖圆弧半径应该足够大。通常情况下，就精加工而言，刀具刀尖圆弧半径被设定为0.2、0.4或0.8；就半精加工而言，刀具刀尖圆弧半径被设定为0.4、0.8或1.2；就粗加工而言，刀具刀尖圆弧半径被设定为0.8、1.2、1.6或2.4。
3.3 车刀类型选择
3.3.1 选择刀具时，其要求刀具强度应该达到一定标准，且严禁与工件间发生冲突。就刀具刀杆头部形式而言，其应该以直头及主偏角为主要指标。偏头形式多样，则在刀具使用过程中，应该协调好刀片类型与工件形状间的关系。
3.3.2 选择车刀类型时，应该以刀具主偏角为依据。通常情况下，若工件存在直角台阶，其刀杆主偏角应该≥90°。就粗车而言，工件刀杆主偏角应为45°～90°；就精车而言，工件刀杆主偏角应为45°～75°。若工艺系统刚度足够，则工件主偏角应该足够小；若工艺系统刚度较弱，则工件主偏角应该足够大。
3.3.3 选择刀片卡紧方式。目前，刀具刀片卡紧方式主要分为C、D、M、P、S，具体选择何种刀片卡紧方式应以刀片形状及切削强度为参考依据。
3.4 刀杆尺寸选择
3.4.1 刀杆基本尺寸包括刀杆长度及宽度、刀尖高度，就标准系统尺寸内，刀杆长度、宽度及高度间均为一一对应的关系。刀杆尺寸应该与机床匹配，且
刀尖高度应该在刀夹及刀垫的协助下方能与机床匹配。
3.4.2 刀杆长度确定依据应为夹持悬伸量及长度。就外圆刀杆而言，通常情况下，其悬伸量应为1.5倍刀尖高度。此外，刀具加工部位位置及孔深应由内孔刀悬伸量为参考依据。
4 刀具系统的设计优化
4.1 工位刀具系统
就工位刀具系统而言，应该尤其关注机床与卡具、工件与刀具间的碰撞及干涉问题，其主要表现为：
4.1.1 若刀具安装方向为径向，其长度如果过长，则势必会导致机床内壁与刀具于刀位转换过程中发生碰撞现象。
4.1.2 若刀具处于邻刀位位置，则其对工件的干涉将发生在大直径带小孔工件加工过程中，尤其是在孔加工刀具时，此种干涉现象尤其普遍。此外，刀具与卡具间相互干涉现象也易发生于小直径内孔加工过程中，若工件直径较大，则加工部位与中心位置间的间距应该足够大。
4.1.3 刀具系统调试过程中，如果机床内壁与刀具间相互干涉与否不能被准确判定，则应该合理绘制刀具干涉图。因刀架工位数量较多，则刀夹相邻角度会相应变小，并最终致使无干涉区范围缩小。若加工工件直径较大，则其无干涉区应该相应扩大，这样便可有效改变装刀位置及减小刀具长度，例如尽量隔开孔加工刀具等。
4.2 刀架最大转动惯量
就刀架最大转动惯量而言，若刀夹重量较大、镗杆直径加大及其长度过长，则应该精确计算出刀架转动惯量，以确保最大转动惯量被控制在允许值范围内。
5 结语
数控加工刀具可简单划分为两大类，即模块化刀具及常规刀具。模块化刀具是数控加工刀具未来的发展方向，相对于常规刀具，模块化刀具具备众多独特的优势，即换刀停机时间相对缩短，从而实现了数控生产加工效率的提高；换刀速度相对加快及刀具安装时间大大缩短，从而实现了小批量数控产品生产经济性的提高；刀具合理化及标准化程度相对更高；刀具管理水平及数控柔性加工水平等相对更高；刀具的利用率得到了扩大，且刀具的性能实现了最大化发挥；刀具测量工作中断现象被消除，从而实现了线外预调的目的。
综上，刀具选择及刀具系统设计优化过程中，应该综合考虑刀具使用数量的减少、刀具使用成本的降低、工件产品加工质量及效率的提高等，并基于分析的基础上，选择高层次刀具等。
参考文献
[1] 关芳芳，汪木兰，袁勤，等.数控机床和金属切削原理与刀具课程内容整合与教学改革[J].中国现代教育装备，2010，（13）：15-17.
[2] 赵晖，闫献国，陈峙，等.基于工件加工工艺特征的数控刀具选配系统[J].组合机床与自动化加工技术，2010，（4）：100-102、105.
[3] 李后上，康敏，傅秀清，等.应用RFID的数控刀具识别系统设计与实现[J].现代制造工程，2011，（5）：49-52.
篇2
关键词：曲面；数控加工；刀具位置轨迹；CAPP；人工智能
引言
“中国制造2025”和“互联网+”背景下，整体制造业面临的竞争压力越来越大，企业既要控制生产成本和质量，又要不断优化、创新制造工艺体系，力求摆脱“大而不强”的制造现状。在汽车配件、航空发动机、船舶叶轮和模具型腔等复杂零件曲面的数控切削加工过程中，通常借助自动编程CAM，模拟刀具接触三维零件的参数模型，利用偏置曲线不断修正得到的切削轨迹。但该轨迹的生成过分依赖模拟刀具接触算法，不可避免地会造成CNC代码错误。因此，为确保数控切削复杂曲面的精度、效率和加工成本，可利用人工智能和CAPP优化控制CAM刀具接触计算过程，以获得满意的刀具切削轨迹和CNC加工代码。
1改进的曲面加工工艺
改进的数控加工曲面工艺过程如图1所示。工艺人员利用计算机和CAD获取零件（曲面）的参数化模型，对模型进行图样和工艺分析，确定行距和步长，初步规划刀具路径，刀具与曲面接触形成刀具接触路径，通过曲面及后置处理不断修正刀具的位置路径，通过CAM系统生成加工程序。改进的刀具轨迹即在生成加工程序前，利用人工智能和CAPP优化刀具位置路径，借助线性、插补及经验等优化位置运动关系。
2刀具轨迹控制算法
数控加工曲面的刀具轨迹算法有等参数轨迹法、截面线法、等残余高度法、多面体法等，实际切削时需要同时考虑实际切削和辅助切削路径[1-2]。2.1等参数轨迹规划等参数轨迹规划有参数筛选、等参数步长、参数线等分及对分、局部等参数步长等方法，多适用于网格较为规整的参数曲面加工。其原理是对规整的曲面沿参数线方向作Bezier曲线细分，获取细分点后用作刀具与曲面的接触点，以辅助形成刀具的接触路径F=F（u，v）。等参数轨迹规划计算方法简单，执行速度较快，但Bezier曲线细分不均匀时，获取的刀具接触路径可靠性较低，容易产生重复的接触路径。2.2截面线轨迹规划截面线轨迹规划多采用球形刀加工，其加工轨迹沿截面切割零件（曲面）表面形成的一系列接触点运动。截面多选择平面或回转曲面，且回转曲面的直母线要垂直于零件（曲面）表面。在直角坐标中，若截面切割零件（曲面）表面满足方程C（t）=S（U（t））=S（u（t）,v（t）），给定第k条截面线Uk（tk）时，与其平行的等间距Δm增量为Uk+1（tk+1）=（uk+Δuk，vk+Δvk），则给定u0和v0时，可获得初始曲线：鄣S鄣uu0-uminvv+鄣S鄣vv0-vminvvvv•M=Δm2.3等残余高度轨迹规划等残余高度轨迹规划是通过控制残余材料的高度分布来降低加工零件（曲面）误差。当改变刀具步距时，刀具沿零件（曲面）表面行进的高度误差一致，刀具间不会发生干涉和重叠。初始接触路径选择零件（曲面）边线为参考，每次生成的接触路径都基于前一次接触轨迹的控制和在线计算。2.4多面体轨迹规划多面体轨迹规划主要适用于逆向工程，通过一系列切点拟合复杂的零件（曲面）模型。其基本原理是先通过离散化将零件模型分为有限个三角片，切削时，校验刀具与零件（曲面）表面每个三角片几何条件间的干涉关系，根据刀具和三角片的干涉量修正刀具接触路径。若刀具球头半径和零件（曲面）允许加工误差之和不超过刀具接触点与球头中心距，对应的刀具与零件（曲面）表面接触点不能被加工，需要换球头半径较小的刀具对该区域进行加工。
3刀具轨迹生成及其优化改进
刀具位置轨迹的生成需要综合考虑刀具的接触路径，分析刀具接触轨迹和几何性质、零件（曲面）的曲率和局部几何性质，确定刀具与零件（曲面）间的运动、运动特征、刀具在运动过程中局部坐标变换和建立切削扫描零件（曲面）模型等。数控加工过程中，曲面造型多采用B样条NURBS曲面的参数化设计方法[3]：对刀具接触轨迹形成的刀位点数据进行拟合公差运算，确定NURBS曲面优化步长的收敛条件；设定初始控制刀位点数，由零件（曲线）在齐次坐标系中的切矢计算刀位顶点；根据弧长和弦长之比计算节点矢量，考虑插值条件，计算刀具轨迹的控制顶点，并通过NURBS曲线逼近，减少初始控制刀位点数限制；若加权后刀位点偏差范数大于拟合精度，算法返回重新计算刀具轨迹的控制顶点，并进一步逼近NURBS曲线，反之，利用NURBS曲线公式计算对应刀位点序列，当拟合精度满足规定值范围，输出优化后的刀位顶点。优化改进刀具轨迹考虑积累的专业经验，由刀具接触和位置轨迹CAPP作用于刀具接触轨迹和位置轨迹的生成，如图2所示。刀具接触和位置轨迹CAPP基于专家推理和规则判断，工艺人员通过编辑器编译知识和专家决策规则，CAPP系统输入为CAD生成的参数化模型、CAM生成的刀具接触和位置路径、数控加工代码等，系统输出为优化处理后的刀具位置路径和数控加工代码。数据库系统存储对应规则，并解析参数化模型、CAM生成的接触轨迹和数控加工代码，通过决策规则选取解析后数据特征参数，由专家系统（人工智能）推理后，输出对应的刀具运行特征（运动特征线、局部变换坐标和位置路径），并将该类运动特征反馈回数据库与历史经验相比较，通过专家决策推导出最优的位置路径和数控加工代码。基于等残余高度、图2所示的人工智能和专家推理，生成零件（曲面）的刀接触和位置轨迹流程如图3所示。等残余高度规划刀接触路径选择最长的边界曲线为初始刀具路径Si（i=1），人工智能和专家推理CAPP负责优化推理切削带参数Uk+1（uj，vj）和刀具坐标，便于调整刀具位置和方向角。
4数控切削效果
球刀半径20mm，误差0.08mm，数控加工某一曲面零件，如图4所示，实际加工能更好地拟合刀具位置路径控制，且应用图3的人工智能和专家推理优化后加工误差可控制在0.05mm以内，走刀干涉量小，加工效率高。5结语复杂曲面的数控加工一直是制约汽车及航空发动机、船舶叶轮、模具型腔等零配件精度、质量和制造成本的关键。由于曲面实体结构和参数化模型的复杂性，数控加工不能保证高度完备的切削成形，其中曲面加工工艺和刀具轨迹算法依赖的CAM系统往往存在干涉问题而影响数控加工精度和效率。在此背景下，提出了基于人工智能和专家推理的刀具接触和位置路径CAPP系统，借助该系统，辅助CAM推导最优的刀具位置路径和数控加工代码，可控制曲面数控加工的效率、成本和尺寸精度。
［参考文献］
[1]程耀楠，安硕，张悦，等.航空发动机复杂曲面零件数控加工刀具轨迹规划研究分析[J].哈尔滨理工大学学报，2013，18（5）：30-36.
[2]胡鹏，胡春燕，蒋念平.二维激光连续切割移动材料路径算法及约束[J].中国激光，2014，41（10）：113-118.
篇3
关键词：加工成本；数控程序；反磨刀具
中图分类号：TG75 文献标识码：A
一、选题背景
近年来，随着在航空产品中所应用的高精度、新材料、薄壁、异型零件的大幅增加。数控机床在航天制造行业中得到越来越广泛的普及和应用。然而，数控加工刀具在研制这些新材料、高精度、异型、薄壁零件过程中起到了越来越重要的作用。
但当我们研制的新产品进行成批生产时，居高不下的刀具成本成为一道巨大的天然屏障，使我们降低生产成本的努力变得更加艰难。因为数控刀具在产品制造成本中占有较大的比重，并且从未对数控刀具成本进行系统性、定量性的计算和分析，也没有采取有效措施来降低数控刀具在机械加工中的成本，于是如何在机械加工中合理使用数控刀具，降低数控刀具的使用成本就成为了一个极具竞争力的企业首先要考虑的重点问题。
刀具的返磨重复利用，则是节省成具成本的一个重要的方法。本文将通过一个具体的实例来说明返磨刀具在数控加工中的应用过程。
二、零件简图与分析
1 零件简图
零件选用日常机械加工过程中经过用到的一种加工形式――铣槽加工。零件简图如图1所示。
2 零件分析
由零件简图可以看出：
槽宽为W=12.7mm，
槽深T=（96.4-79.4）/2=8.5mm，
槽长度L=80mm
槽深和槽宽尺寸公差较严，在数控加工中对刀具直径的要求较高。刀具几何尺寸的变化对零件的加工质量存在着非常大的影响。当加工到一定程度刀具发生磨损时，槽深尺寸79.4±0.05及槽位置尺寸39.7±0.025具有较大的不稳定性。由于数控刀具价格比较昂贵，若有轻微磨损就废弃淘汰，则会造成很大的浪费，从而会增加大量的生产加工成本。
三、返磨刀具的使用过程
1 刀具磨损原理
刀具简图如图2所示。
2 刀具几何参数对加工质量的影响分析
由图2可见，铣槽刀具共有3个重要几何参数（刀柄直径的偏差对加工质量不产生直接的影响，在此不进行讨论）。分别为：刀长L――为刀具的长度方向的几何参数，加工时可通过刀具长度方向的补偿来弥补其磨损量。刃长FL――为保证槽宽的主要的刀具几何参数，加工时一般磨损较小，对产品的影响较小。直径D――为刀具的直径参数，加工时一般比较容易发生磨损。若发生磨损或出现崩齿现象，则对零件的加工尺寸影响较大。
3 返磨刀具应用的特点
当数控加工过程中，刀具发生磨损或出现崩齿现象后，会对后续产品的加工造成比较大的影响。当刀具以极低的成本进行返磨后，刀具直径D会发生较大的变化，有时也会出现同一批刀具中，直径D会偏差比较大的情况，这样，使用同一个加工程序就无法保证一整批零件加工质量的一致性。如此一来，就不得不编制一种数控加工程序，以适用于不同刀具直径D。数控加工程序主要有两种编制方法方法：使用轮廓编程：即程序中带有刀具半径补偿的一种编程方法。但轮廓编程在增加或取消刀补的过程中需要有一段大于刀具半径的空走路径。但在较多的时候，尤其是在刀具直径较大的情况下，由于会发生干涉或运动空间不足，无法添加刀补。此种情况下，第二种编程方法，则可以弥补轮廓编程的不足。使用刀心编程，将刀具半径数值定义成一个变量，应用于程序中。这样，即可以适用不同直径的刀具，也可以兼顾空间局限性的影响。
4 数控程序的编制
以图1所示零件及图2所示刀具为例，可编制如下数控加工程序。
4.1 加工设备：奥地利产 WFL-M35G 数控车铣镗一体加工中心。编程系统：SIMENSE 840D 定制。
4.2 数控程序如下：
结语
通过加工试验，成功实现了同一个刀心程序使用不同返磨直径的铣加工刀具来加工同一种零件的功能，且很好的保证了产品的尺寸精度和位置精度。通过使用低廉成功的修磨刀具，节省了大量的加工成本，这种编程加工方法已经在单位内得到了大力有效的推广。为使产品更具有市场竞争力提供了有力的技术支持。
参考文献
篇4
随着我国社会主义市场经济的发展，综合国力得到提升，我国的数控机床技术也得到了一定程度的推动，在数控铣床当中刀具中心与切割工件无法有效结合。在实际的加工过程当中，刀具半径补偿的应用能够使得复杂的工作程序简化，促进工作效率。本文针对数控铣床当中的刀具半径补偿的应用进行相应的分析，并针对相应的问题提出合理化建议。
前言
在数控铣床的操作过程中，由于工件与刀具之间存在一定的轨迹差异，这使得在编程过程中应该注意刀心轨迹，增加了实际的编程难度。刀具半径补偿的应用在很大程度上缓解了编程难度，提升了工作效率。
1.刀具半径补偿的用法和注意的问题
刀具半径补偿的应用，是数控铣床的一大变革，提升了数控铣床的工作效率，并且简化了手工编程的繁琐程度，在一定的程度上创新了数控铣床的加工的模式。在实际的数控铣床操作过程中应该注意编程的格式问题和有关使用过程的注意事项。
1.1编程格式
数控铣床具有手工编程和自动编程功能，每一个编程方式控制的效果都不相同，要根据相应的铣削要求进行编程格式的调整。其中数控铣床当中的铣削刀具半径补偿分为左补偿和右补偿两种模式，并且应该根据要求代码进行工具的选择。据有关标准要求，道具中心沿着前进的方向进行运动，贴近零件的右边轮廓称之为刀具半径补偿的右补偿，当刀具沿着前进的方向进行运动的过程中，贴近轮廓的左边称之为刀具半径补偿的左补偿。其中左补偿用G41定义，右补偿用G42定义，在不需要进行半径补偿时用G40进行取消补偿工作。
1.2注意事项
1.2.1在刀具半径补偿的过程中，使用刀具补偿应该注意在之前刀具半径补偿取消的时候才能进行刀具半径补偿的操作。
1.2.2在进行刀具半径补偿的过程中应该注意在同一平面进行补偿操作。在相应的补偿平面应该有相应的控制。对零件进行刀具补偿的过程中，应该以G17控制XY补偿平面，以G18控制YZ补偿平面，以G19控制Xz补偿平面。通过相应的指令进行操控。
1.2.3在刀具补偿的过程中，其中间必须具有一定的可活动范围。D是存放刀具补偿数据的存储器相应地址，其可控存储地址为D01-D99，所以对补偿数值的存储应该从D01开始进行。刀具补偿数值的大小需要人工进行输入，并且要输入指定的存储器当中。D01中输入0即表示使用D01号存储器，补偿数值就是0，以此来确保刀具补偿半径的正常运行。
1.2.4在刀具半径补偿进行操作的过程中，刀具半径补偿建立指令需要在G00和G01两个指令当中进行，不能够在其余G代码指令中进行（如G02、G03等），否则会影响刀具半径补偿的正常建立，造成补偿上出现问题，影响数控铣床刀具补偿功能发挥其效应。
1.2.5在数控铣床的实际操作当中，其主要补偿编程指令由G40、G41、G42进行系统的操作和控制。这三者之间的操控应该重视操作的规范性，不能多个指令同时出现。由于数控铣床的系统中只能够进行两组数值的预判，所以不能够出现两个z轴的同时出现。这样的状况会直接的影响工作流程和工作效率。
2.数控铣床刀具半径补偿的应用
数控铣床刀具半径补偿的应用能够有效的简化数控铣床的系统繁琐程度，在实际的操作过程中，简化了工作流程，提升了工作效率。在数控铣床的操作过程中，会出现多种情况。刀具半径补偿虽然是一项优化并且先进的技术，但是也要根据相应环境进行分析和研究，在适当的场合进行刀具半径补偿应用。
2.1刀具的正常使用
在实际的操作过程中，刀具半径补偿的应用对于刀具的磨损会非常严重，这与刀具的正确使用和刀具本身的质量有着重要的关系。在刀具磨损严重的情况之下，更换刀具的过程就显得尤为重要。在刀具的更换过程不重视操作会导致刀具的直径受到影响，打乱设定好的编程程序，所以这样的方式应该进行规避。在原有的基础之上进行更换刀具，在系统之上输入刀具的准确参数，并进行相应设置，这样就避免了刀具更换带来的编程的变化，影响铣床的正常工作，影响工作效率。由此可见，在实际的操作过程中，刀具的正常使用和更换尤为重要。这就要求数控操作人员应该进行刀具半径补偿参数实际操作的掌握，理解刀具半径补偿的相关知识。只有这样，才能够顺利的进行数控铣床的使用和生产，促进生产效率的提升。
2.2增强刀具使用效率
刀具的使用具有一定的消耗，频繁的更换刀具会造成一定程度的繁琐和影响工作效率，在刀具的使用过程中应该重视其使用效率。在数控铣床进行加工的时候，人为地操作改变刀具半径的补偿值至关重要。在实际操作中，刀具磨损后，相应操作人员可以通过变更半径的方式进行刀具的再次使用，在刀具相同的情况下达到精细加工的效果。刀具的效率能够提升机床的工作效率，对于刀具半径的调整，能够减少编程程序的繁琐程度。因此，操作人员对于数控铣床刀具半径补偿的理解程度对整个生产有着重要的影响，并确保了数控铣床工作的正常进行。
2.3型面不同时的应用
在实际的铣床操作中能够遇到各种型面的加工物件。在加工过程中的刀具半径补偿的应用也十分重要。在实际的操作当中可以根据指令达到一定要求，使用G42指令得到A轨迹运动，根据G41指令控制B轨迹。也就是说明，A轨迹加工模型凸点，B轨迹加工模型凹点。根据下图可以看见相应的原理。
篇5
关键词：刀具；刀具材料及结构；未来发展趋势
中图分类号：TD404 文献标识码：A 文章编号：1672-3198(2009)12-0283-01
1 数控刀具的设计
目前工具制造商正在制造直径为0.25英寸的此类钻头。带有0.5μm调整机构的高速精密微调镗刀系统也已进入市场。对于高的金属去除率的钛金属类加工，新开发的重切削立铣刀可安装多达72个可转位刀片。这种数控刀具在设计上通过各个刀片的搭接提供各种变化多样的刀具螺旋角和轴向刃倾度。这种变化扰乱了切削加工时的共振，从而可以无共振地进行深度的铣削加工。
2 数控刀具的的分类
(1)根据刀具结构可分为：整体式；镶嵌式：采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式：如复合式刀具，减震式刀具等。
(2)根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具；金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化氮化硼刀具，陶瓷刀具等。
(3)从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切断、切槽刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。
3 数控刀具的特点
数控刀具与普通机床上用的刀具实际没有多大区别，它们需具有以下特点：
(1)刀具的切削性能必须稳定可靠高。
目前生产上通常用刀具耐用度来评定刀具的好坏。刀具耐用度愈大，表示刀具切削性能愈好。但是切削一批相同的零件，由于使用的刀具材料及工件材质不可能完全相同，再加上刃磨质量等一些不能完全严格控制的因素，所以即使在相同条件下，刀具耐用度仍随机变动。因此在数控上，除应给出刀具耐用度的平均值指标外，还应给出刀具的可靠指标Tp。它已成为选择刀具的关键性指标。通常是规定可靠度P≥0.9，即9％时刀具切削时间为T0.9。研究表明，当耐用度的随机变量接近于正态分布时，如以耐用度的平均值T作为标准，刀具的可靠性只有50％。
(2)可靠地断屑、排屑。
刀具必须能可靠地断屑或卷屑即切削控制。数控机床上每一工位设备上。装置着许多刀具，切削量大，切屑多，因此，在切削塑性金属时，必须控制切屑不缠绕在刀具，工件及工艺装备上，控制切屑不飞溅，保证操作者安全，不影响切削液喷注，不影响零件的定位和输送，不划伤已加工表面，使切屑易于清理，为此，采用卷屑槽或断屑块的刀具，或用间隙切削或振动切削措施提高断屑效果。
(3)应具有高的精度。
刀具切削部分的几何尺寸变化要小，刀体刀杆和刀片反复装卸也应能保持精度稳定。
(4)快速更换及尺寸预调。
刀具应能快速或自动更换，并需有控制和调整尺寸的功能或具有刀具磨损的自动补偿装置，以减少换刀调整的停机时间。
4 数控刀具的材料
(1)超硬材料领域。
金刚石(钎焊聚晶、单晶)各类刀具已迅速应用于高硬度、高强度、难加工及有色金属切削加工行业中。表面改性涂层材料主要有：TiN、TiCN、TiALN、等，将上述涂层材料用于各种机夹可转位刀片的表面改性涂层处理，满足高速、高寿命切削加工高强度、高硬度等材质工件的生产技术不同要求。
(2)硬质合金材料领城。
硬质合金基体材料为适应各种表面改性涂层材料的涂覆工艺技术要求添加各种微量元素，满足于各种机加3232艺技术对可转位刀片切削性能的要求而发展的；
(3)冶金高速钢材料领城
以改进制粉、热压工艺、添加微量元素创新的粉末冶金高速钢材料，制成各种成形拉刀、高速滚刀、丝锥、波纹刃立铣刀等刀具，大量应用于轿车、摩托车、航空发动机、汽轮机等制造行业，加工高强度、高硬度铸铁合金等合金材料工件。根据切削加工技术不同的要求，其表面分别配涂TiN、TiCN等涂层材料，满足高速、高效、硬质精密机加工技术要求。
篇6
关键词： 数控车床 刀具补偿 原理和应用 误差
1.引言
数控车床在改变加工对象时，除了重新装卡零件和更换刀具外，只需更换零件加工程序即可加工出所要求的零件，而不需要对车床进行复杂的调整，具有很高的工艺适应性及灵活性。刀具补偿的实现是十分重要，它不仅对被加工零件的质量影响巨大，而且可以决定着机床功效的发挥和安全生产的顺利进行。所以无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的确定刀具补偿，是提高加工质量和加工效率的前提。
2.刀具补偿的意义和类型
刀具补偿功能是用来补偿刀具实际安装位置（或实际刀尖圆弧半径）与理论编程位置（或刀尖圆弧半径）之差的一种功能。使用刀具补偿功能后，改变刀具，只需要改变刀具位置补偿值，而不必变更零件加工程序。刀具补偿分为刀具位置补偿（即刀具偏移补偿）和刀尖圆弧半径补偿两种功能。
3.刀具位置补偿
3.1刀具位置补偿值定义
工件坐标系设定是以刀具基准点（以下简称基准点）为依据的，零件加工程序中的指令值是刀位点（刀尖）的位置值。刀位点到基准点的矢量，即刀具位置补偿值。
3.2刀具位置补偿基准
3.2.1刀具位置补偿基准设定
当系统执行过返回参考点操作后，刀架位于参考点上，此时刀具基准点与参考点重合。刀具基准点在刀架上的位置，由操作者设定。一般可以设在刀夹更换基准位置或基准刀具刀位点上。有的机床刀架上由于没有自动更换刀夹装置，此时基准点可以设在刀架边缘上；也有用第一把刀作为基准刀具，此时基准点设在第一把刀具的刀位点上，如图2-2-1所示。
图2-2-1
3.2.2刀具位置补偿方式
分为绝对补偿和相对补偿两种方式。
1）绝对补偿
当机床回到机床零点时，工件坐标系零点，相对于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向距离。当执行刀偏补偿时，各刀以此值设定各自的加工坐标系。如图所示。补偿量可用机外对刀仪测量或试切对刀方式得到。
2）相对补偿
在对刀时，确定一把刀为标准刀具，并以其刀尖位置A为依据建立工件坐标系。这样，当其他各刀转到加工位置时，刀尖位置B相对标刀刀尖位置A就会出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用，因此应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏置值Δx、Δz进行补偿，使刀尖位置B移至位置A。标准刀具偏置值为机床回到机床零点时，工件坐标系零点相对于工作位上标准刀具刀尖位置的有向距离。
3.2.3刀具位置补偿类型
刀具位置补偿可分为刀具几何形状补偿（G）和刀具磨损补偿（W）两种，需分别加以设定。刀具几何形状补偿实际上包括刀具形状几何偏移补偿和刀具安装位置几何偏移补偿，而刀具磨损偏移补偿用于补偿刀尖磨损。
3.2.4刀具位置补偿代码
刀具位置补偿功能是由程序段中的T代码来实现。T代码后的4位数码中，前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。刀具补偿号实际上是刀具补偿寄存器的地址号，该寄存器中放有刀具的几何偏置量和磨损偏置量（X轴偏置和Z轴偏置）。刀具偏移号有两种意义，既用来开始偏移功能，又指定与该号对应的偏移距离。当刀具补偿号为00时，表示不进行刀具补偿或取消刀具补偿。
4.刀尖圆弧半径补偿
4.1理想刀具和实际刀具
理想刀具是具有理想刀尖A的刀具。但实际使用的刀具，在切削加工中，为了提高刀尖强度，降低加工表面粗糙度，通常在车刀刀尖处制有一圆弧过渡刃；一般的不重磨刀片刀尖处均呈圆弧过渡，且有一定的半径值；即使是专门刃磨的“尖刀”，其实际状态还是有一定的圆弧倒角，不可能绝对是尖角。因此，实际上真正的刀尖是不存在的，这里所说的刀尖只是一“假想刀尖”。
4.2刀具半径补偿意义
数控程序是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺寸编制的。车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖点或刀尖圆弧圆心点。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。当加工与坐标轴平行的圆柱面和端面轮廓时，刀尖圆弧并不影响其尺寸和形状，但当加工锥面、圆弧等非坐标方向轮廓时，由于刀具切削点在刀尖圆弧上变动，刀尖圆弧将引起尺寸和形状误差，造成少切或多切。这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧，造成的加工误差，可用刀尖圆弧半径补偿功能来消除。如图3-2-1所示。
图3-2-1
4.3刀具半径补偿类型
（1）刀具半径左补偿。从垂直于加工平面坐标轴的正方向朝负方向看过去，沿着刀具运动方向（假设工件不动）看，刀具位于工件左侧的补偿为刀具半径左补偿。用G41指令表示。
（2）刀具半径右补偿。从垂直于加工平面坐标轴的正方向向负方向看过去，沿着刀具运动方向（假设工件不动）看，刀具位于工件右侧的补偿为刀具半径右补偿。用G42指令表示。
4.4刀具半径补偿的执行过程
（1）刀具半径补偿的建立。刀具补偿的建立使刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀尖圆弧半径。刀补程序段内必须有GOO或G01功能才有效，偏移量补偿必须在一个程序段的执行过程中完成，并且不能省略。
（2）刀具半径补偿的执行。执行含G41、G42指令的程序段后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏移量。G41、G42指令不能重复规定使用，即在前面使用了G41或G42指令之后，不能再直接使用G42或G41指令。若想使用，则必须先用G40指令解除原补偿状态后，再使用G42或G41，否则补偿就不正常了。
（3）刀具半径补偿的取消。在G41、G42程序后面，加入G40程序段即是刀具半径补偿的取消。如图表示取消刀具半径补偿的过程。刀具半径补偿取消G40程序段执行前，刀尖圆弧中心停留在前一程序段终点的垂直位置上，G40程序段是刀具由终点退出的动作。数控车床采用刀尖圆弧半径补偿进行加工时，如果刀具的刀尖形状和切削时所处的位置不同，刀具的补偿量与补偿方向也不同。因此假想刀尖的方位必须同偏置值一起提前设定。车刀假想刀尖的方向是从刀尖R中心看理论刀尖的方向，由刀具切削时的方向决定。系统用T表示假想刀尖的方向号，假想刀尖的方向与T代码之间的关系。
5.结语
刀具补偿功能的作用主要在于简化程序，即按零件的轮廓尺寸编程。在加工前，操作者测量实际的刀具长度、半径和确定补偿正负号，作为刀具补偿参数输入数控系统，使得由于换刀或刀具磨损带来刀具尺寸参数变化时，虽照用原程序，却仍能加工出合乎尺寸要求的零件。此外，刀具补偿功能还可以满足编程和加工工艺的一些特殊要求。
参考文献：
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［3］罗学科，张超英.数控机床编程与操作实训［M］.北京：化学工业大学出版社，2004.
篇7
关键词：刀具；切削参数；主轴转速；进给速度；吃刀量
0引言
数控加工技术已广泛应用于机械制造业，其中数控铣削是复杂零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的。这是因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。对于复杂的曲面零件，往往需要借助于软件编制加工程序，如Pro/E、UG等。编制加工程序时，选择合理的刀具及切削参数，是编制高质量加工程序的前提。
1刀具的选择
在数控铣削加工中，刀具的选择直接影响着零件的加工质量、加工效率和加工成本，因此正确选择刀具有着十分重要的意义。在数控曲面铣削加工中，常用的刀具有平端立铣刀、圆鼻立铣刀、球头刀和锥度铣刀等，在形状复杂的型腔加工时刀具的选择应遵循以下原则：
1.1根据被加工型面形状型面曲率的大小选择刀具类型
对于凹形表面，在半精加工和精加工时，应选择球头刀，以得到好的表面质量，但在粗加工时宜选择平端立铣刀或圆鼻立铣刀，这是因为球头刀切削条件较差；对凸形表面，粗加工时一般选择平端立铣刀或圆鼻立铣刀，但在精加工时宜选择圆鼻立铣刀，这是因为圆角铣刀的几何条件比平端立铣刀好。在精加工时，所用最小刀具的半径应小于或等于被加工零件上的内轮廓圆角半径，尤其是在拐角加工时，应选用半径小于拐角处圆角半径的刀具并以圆弧插补的方式进行加工，这样可以避免采用直线插补而出现过切现象。
1.2根据从大到小的原则选择刀具
复杂零件一般包含有多个类型的曲面，因此在加工时一般不能选择一把刀具完成整个零件的加工。无论是粗加工还是精加工，应尽可能选择大直径的刀具，因为刀具直径越小，加工路径越长，造成加工效率降低，同时刀具的磨损会造成加工质量的明显差异。
1.3粗加工时尽可能选择圆角铣刀
一方面圆鼻铣刀在切削中可以在刀刃与工件接触的0～90°范围内给出比较连续的切削力变化，这不仅对加工质量有利，而且会使刀具寿命大大延长；另一方面，在粗加工时选用圆鼻铣刀，与球头刀相比具有良好的切削条件，与平端立铣刀相比可以留下较为均匀的精加工余量，这对后续加工是十分有利的。
2切削参数的控制
切削参数的选择对加工质量、加工效率以及刀具耐用度有着直接的影响。在CAM软件中与切削相关的参数主要有主轴转速、进给速率、刀具切入时的进给速率、步距宽度和切削深度等。/ q； J&
2.1主轴转速
主轴转速一般根据切削速度来计算，其计算公式为：n = 1 0 0 0 V c /πd，式中d为刀具直径（mm），Vc为切削速度（m/min）。切削速度的选择与刀具的耐用度密切相关，当工件材料、刀具材料和结构确定后，切削速度就成为影响刀具耐用度的最主要因素，过低或过高的切削速度都会使刀具耐用度急剧下降。在模具加工，尤其是模具的精加工时，应尽量避免中途换刀，以得到较高的加工质量，因此应结合刀具耐用度认真选择切削速度。
2.2进给速度与刀具切入进给速度
进给速度的选择直接影响着零件的加工精度和表面粗糙度，其计算公式为F=nzf，式中n为主轴转速（r/min），z为铣刀齿数，f为每齿进给量（mm/齿）。每齿进给量的选取取决于工件材料的力学性能、刀具材料和铣刀结构。工件的硬度和强度越高，每齿进给量越小；硬质合金铣刀比同类高速钢铣刀每齿进给量要高；当加工精度和表面粗糙度要求较高时，应选择较低的进给量；刀具切入进给速度应小于切削进给速度。
2.3吃刀量及步距宽度
在曲面数控加工中，由于曲面曲率半径的影响，一定要和平面铣削加工区分开。对方料毛坯进行粗加工多采用分层切削的方法，每层环形走刀或平行走刀，层间螺旋下刀。切削层间下刀的角度取值一般小于15°，深度取刀直径的5-10%为宜，每层的步距根据模具材料不同一般不大于刀具直径的70%。尽量做到"少拉快跑，活好刀好"，即取较小的切削量、较快的进给速度，保证了工件的加工质量和效益，保护了刀具。对于复杂的型腔，可以采用大、小几把刀具分别开粗，把上一道工序加工完的几何体作为下一道工序的毛坯来使用，以提高加工效率和连续进刀率。
3结论
总之，零件数控编程具有很大的灵活性，只有正确理解以上工艺参数，在实践中不断进行总结，才能编制出高质量的加工程序，加工出高质量的零件。
参考文献
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篇8
【关键词】数控铣床；刀具；切削用量
【中图分类号】TG547
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0170-01
1 前言
随着我国机械加工的飞速发展，数控机床的使用日益增多，为了保证数控机床能正常运行，只有配置了与数控机床性能相适应的刀具和切削用量，才能使其性能得到充分的发挥。尤其是CAD／CAM的发展，使得加工刀具和切削用量发展成为了编程人员在人机交互状态下进行选择的模式，最后通过编程软件自动生成加工代码，这就要求编程人员必须懂得刀具选择和切削用量确定的方法和原则。
2 数控铣削刀具的选择
数控铣削加工的刀具按铣刀形状可分为：平刀、球刀、牛鼻刀、异形刀等；按铣刀用途可分为：立铣刀、端铣刀、键槽铣刀等；按铣刀材料可分为：高速钢铣刀、硬质合金铣刀、金刚石铣刀、立方氮化硼铣刀、陶瓷铣刀等。编程人员应该根据数控铣床的加工能力、工件的材料性能、几何形状、表面品质要求、热处理状态、加工工序、切削用量、加工余量等，选择刚性好，耐用度高的刀具。选择刀具的一般原则是：尽量采用硬质合金或高性能材料制成的刀具；尽量采用机夹或可转位式刀具；尽量采用高效刀具。其中被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。
1 加工曲面类零件时，为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切，避免刀刃与工件轮廓发生干涉，一般采用球头刀，粗加工用两刃铣刀，半精加工和精加工用四刃铣刀，如图1所示。
2 铣较大平面时，为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀，如图2所示。
3 铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀。
4 铣键槽时，为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀。
3 数控铣削加工切削用量的确定
切削用量由切削速度、进给量和背吃刀量三要素组成。在切削加工中，切削用量将直接影响加工工件的品质、刀具的磨损限度、机床的功率、生产率、加工成本等。因此切削用量的选择显得特别重要。
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，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工品质的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
a 背吃月量ap印的选择：应该根据机床和刀具的刚度、加工余量多少而定。除留给下道工序的余量外，其余的粗铣余量尽可能一次切除，以使走刀次数最。提高生产效率；当粗铣余量太大或工艺系统刚性较差时，则其加工余量应分两次或数次走刀后切除。当切削表层有硬皮的铸锻件或切削不锈钢等加工硬化严重的材料时，应尽最使背吃刀量超过硬出或砖硬层厚度，以防刀尖过早磨损。一般立铣刀粗铣时，背吃刀量以不超过铣刀半径为原则，但一般不超过7mm；半精铣时，背吃月量取为O.5-1mm；精铣时，背吃月量取为0.05～0.3mm。端铣刀粗铣时，背吃刀量一般为2-5mm；精铣时，背吃刀量取为0.1～0.5mm。
b 进给量F的选择：进给量是数控铣床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙要求、以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制。当工件的品质要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给量。一般在100-200mm／min范围内选取。当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给量应选小些，一般在20-50mm／min范围内选取。生产实际中多采用查表法、经验法确定合理的进给量。半精加工和精加工时，则按加工表面粗糙度要求，根据工件材料，切削速度来选择进给量。
c 切削建度Vel的选择：铣削中主轴转速的确定就是通过确定切削速度来得到的。生产中经常根据实践经验和有关手册资料选取切削速度，然后算出主轴转速。选择切削速度的一般原则是：粗铣时，ap和f较大，故选择较低的V；精铣时，ap和f较小，故选择较高的Ve。工件材料强度、硬度高时，应选较低的Ve。刀具材料的切削性能愈好，切削速度也选得愈高。主轴转速的计算公式为：n=1000Ve／πD。根据加工材料不同U厦所用月具直径不同，现以高速钢立铣刀为例将铣削的进给速度和主轴转速总结如表1所示。
篇9
概述
刀具管理软件支持FTP协议，实现文件的上传和下载功能。另外，快速数据库查询和存取以及局域网服务的使用，能减少编辑程序与编辑工艺周期、改善技术人员之间的交流和减少各种人工的差错，从而提高生产效率，为企业节省成本与占用资金。
一、研究背景及意义
目前部分企业由于数控设备与产品的多样性，导致了数控刀具的多样性，而在编辑数控程序或编辑工艺的过程中，经常需要一些刀具的特征参数或库存数量，比如刀具长度，刀具直径，使用寿命等。过去，这些数据的获得通常是由人工查询图纸或相关资料，耗费大量人力成本与时间，所记录的数据分散且不容易查找，不利于刀具的特征参数与刀具库存数量的快速查找，从而导致编辑程序与编辑工艺周期过长，也可能导致重复购买与刀具兼容性的忽视。
随着计算机技术的在工程领域中的发展应用，为确保企业信息最大程度地实现共享，避免各种信息成为孤岛，计算机刀具管理软件已经逐步代替了人工用Excel记录刀具库存和刀具参数。
二、研究软件的功能及应用
根据数控刀具管理系统的需求及特点，该软件具体分为十大模块，分别是：附件/零件模块、单一组件模块、刀具模块、设置篇模块、库存模块、重磨模块、进程模块、进程模块、测量模块、订单计划模块。
(一)附件/零件模块
手动刀具，转动附件，机器备件等均称为附件/零件，该模块主要功能是让管理员清楚知道工具存放位置，工具的数量与种类，更能清楚了解什么样的刀具用什么样的工具进行安装或拆卸，减少了准备工作的浪费，提高了生产的效率。
(二)单一组件模块
刀片，刀柄 ，刀杆，拉丁等均称为单一组件。该模块主要是让管理员清楚知道刀片、刀柄等存放位置，以及数量与种类，更可提供采购部门需要的数据，在最快的时间反应出，哪种刀片已经快使用完，需要购买，这样不仅可以减少等待加工时间，提高生产效率。更重要的是，通过合理的管理及计算，预测车间每个月可以节约相当客观的成本，随着车间规模的逐渐壮大，节约的成本也会逐渐增加。
(三)刀具模块
刀具是由许多单一组件组成的。该模块主要功能是赋予这些刀具特有的ID编码，技术人员在编辑刀具ID编码时，需将刀具特征加入其中，如：TD-56-312-90-2-CTY，TD表示镗刀，56表示直径，312表示长度，90表示度数，2表示2个刀刃，C表示可更换刀片，T表示涂过层，Y表示硬质合金，这样就把刀具的基本特征描绘出来了，它的作用是：第一，方便技术人员选择与寻找刀具，也方便了管理人员管理刀具。第二，此模块可以使技术员清楚地知道这些刀具是由哪些单一组件组成的，以及这些单一组件的型号，从而方便了再次购买。第三，由于每把刀具都配上了身份证，现场的操作人员不容易搞混，大大提高了，生产节奏，也提高了生产效率。
(四)设置篇模块
设置篇模块含有：待加工零件图号，加工此零件所需要用的所有刀具，加工此零件所用的机床，以及操作员。使管理人员与技术人员清楚地知道，每台数控机床所需要加工哪几种零件，以及用哪些刀具，如果出现问题，方便了管理人员与技术人员进行追溯，以便及时解决问题。
(五)库存模块
所有的附件/零件，单一组件，刀具，都必须建立库存数据库。该模块主要功能是让管理员清楚的知道，所有的附件/零件，单一组件，刀具库存数量有多少 。 第一，可以避免重复购买。第二，为销售部及时提供了即将用完的单一组件信息。建立库存数据库，有效的控制了成本，降低了不必要的浪费(重复购买)，提供了技术人员与采购人员所需要的信息。
(六)进程模块
该模块能自动记录各种数据，例如：用户登录刀具管理软件时，详细的记录了ID帐号与登陆时间，当该用户提取库存时，有详细的记录时间与数量，重磨刀具时详细的记录时间与数量等等，出现问题时，管理人员能够迅速的凭借进程上记录的时间，追根溯源。
(七)测量模块
对刀仪通过此模块，将测量数据直接传送到电脑上。该模块主要功能是能够记录刀具测量数据之后，生成刀补程序，接着通过DNC输入到数控机床里。
(八)订单计划模块
该模块主要针对采购部，当某样部件数量小于设定的最小库存时，此部件将会出现在订单计划中，当采购员打开刀具管理软件使用订单计划模块时，对话框将会跳出来，提醒采购员对此部件进行购买。使用该模块可以有效节省企业的占用资金，配合黄金分割原理x=(-1+ 5^-2)/2，例如，使用同一种型号刀片，数量为100片时，库存数量=100X0.382=38.2，也就是说库存数量为38片的时候占用资金最为节省，但考虑到，刀片一般以盒来计算，大多数一盒刀片里有10片刀片，那定义最少库存为40片。当库存少于40片刀片时，此部件将会出现在订单计划中，提醒采购员进行购买。
三、建立数据库
(一)刀具参数数据库
刀具管理软件利用单一组件模块和刀具模块，第一，对该刀具在刀具管理软件上进行组装，一把刀具是由多个单一组件组装而成的。第二，组装完毕时，必须给予刀具一个唯一的ID编码，确保刀具的唯一性，这样不仅有利于技术人员快速查找，也便于大家对相似刀具的区分。第三，有了ID编码之后，对该刀具的各种参数进行测量或分析，并填入相应的位置。要注意，ID编码是不能随意更换的，改变ID编码，原有的ID编码不会消失，导致数据库参数出错，因此在编辑ID编码时需谨慎。建立刀具参数数据库之后，刀具管理人员可以很方便的使用各种模块对刀具进行管理，并可以快速的提供技术人员所需要的刀具信息。
(二)刀具与零配件库存数据库
刀具管理软件利用附件/零件模块、单一组件模块与刀具模块，对各个零件与刀具的数量建立数据库。要注意，为了能够存储每一条数据记录每个库存字段目都必须配置一个代码，如果记录的所有项均填写完毕，须保存当前数据记录。建立刀具与零配件库存数据库之后，刀具管理员可以清楚的知道刀具以及零配件的数量，防止了刀具或零配件因缺少而导致产品不能加工。
四、取得的效益
降低刀具使用和管理发生的间接费用其中包括：1. 降低刀具的库存，减少冗余的刀具，提高刀具的利用率;2. 在刀具供货中引入市场机制;3. 减少对人员、资金、设备、厂房的占用;4. 减少备刀、调刀的差错。 提高加工效率及刀具应用水平其中包括： 1. 服务工艺创新;2. 选择更好的刀具，更佳的切削参数，减少随意性;3. 提供应用技术;4. 提高加工效率，保证加工质量;5. 提高数控机床的利用率5%～50%;6. 加强分析与监督的作用。
五、研究结论
刀具管理软件采用局域网访问方式，方便了各个部门对刀具库存与刀具参数进行查找，并通过DNC直接将刀补参数输入至数控设备，从而有助于生产车间实现无纸化管理。本软件的投入使用，为生产车间提供有利条件，缩短编程与编辑工艺的时间、降低成本、缩减占用资金。既能满足企业要求，又具有广泛的应用前景。
篇10
【关键词】刀具；编程；数控加工；合理选用
现如今，CAD/CAM软件包几乎都是可以提供自动编程的服务，类似的软件的都会在编程的界面中提供工艺规划的相关问题，像切削用量设定、刀具选择、加工路径规划等，因此现在的编程人员，只需将先关的数据和参数输入后则可以自动形成数控程序并且传输至数控机床加工完成。在实践中，很显然的是刀具选择和切削用量确定是人机的有效配合而完成，这就是与普通的机场加工不同之处，也是优势所在。以此同时，掌握刀具选择和切削用量确定是作为编程人员必须要掌握的基本原则。在编程时充分考虑数控技术加工的特点，正确选择刀具及切削用量。
1 数控加工常用刀具的种类及特点
数控加工的特点是高速、高效以及自动化程度高，所以刀具的选择要符合其特点。包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄（刀柄要联结刀具并安装在机床动刀头上）。
1.1 数控刀具的分类方法
根据刀具的结构、材料以及切削工艺可分为诸多类别，在结构上分：整体式、镶嵌式和特殊形式；如果选择焊接或机夹式联结的话，机夹式又分不转位和可转位两种；在材料上的分为高速钢、硬质合金、金刚石和其他材料的刀具。切削工艺上分为车削刀具（分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等）、钻削刀具（包括钻头、绞刀、丝锥等）、镗削刀具、铣削刀具等。数控机床对刀具有一系列的要求，耐用、稳定、易调、可换等，为了符合这些要求，最近几年夹式可转位刀具被广泛使用，占整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。
1.2 数控刀具与普通机床上所用刀具相比，主要有以下特点
（1）刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；（2）互换性好，便于快速换刀；（3）寿命高，切削性能稳定、可靠；（4）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；（5）刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；（6）系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。
1.3 数控加工刀具的选择
在数控编程的人机交互状态下进行选择刀具，选择时应注意机床的加工能力，工序，材料等有关的因素。不论怎么选择都不可以脱离总原则，即安装调整方便，耐用，精度高。选取时还要注意道具的尺寸要和工件的尺寸一致。在选择刀柄时要在能够满足加工要求的条件下选择短的刀柄，这样可以提高刀具的刚性。砸死生产过程中，经常会选用立铣刀对平面零件的周边轮廓进行加工。铣削平面用硬质合金铣刀，凸台、凹槽则用高速钢立铣刀，毛坯表面或粗加工孔选取的则是镶硬质合金的玉米铣刀。立体型面和变斜角轮廓外形加工时一般选用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。因为球头刀具端部的切削速度为零，所以，在加工自由曲面（模具）时，为了确保加工精度，切削行距基本上实用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。平头刀具不管是表面加工质量还是切削效率都比球头刀要优越，所以曲面的粗加工也，精加工也好，只要保证不过切，平头刀都是最好的选择。刀具的刃磨、测量和更换基本上都是人为进行，合理有效的安排刀具的排列顺序可以减少辅助时间。应遵循以下要求：（1）刀具数量尽量减少；（2）一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；（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）先铣后钻；（5）先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；（6）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。
2 加工过程中切削用量的确定
2.1 合理选择切削用量的原则
粗加工时，一般以提高生产率为主，同时也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
2.2 具体要考虑的因素
（1）切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。（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。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=（0.6～0.9）d。（3）切削速度V。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，如用立铣刀铣削合金钢时，可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，V可选用20m/min以上。（4）主轴转速n（r/min）。主轴转速一般根据切削速度V来选定。计算公式为：V=Πnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速倍调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。（5）进给速度VF。VF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。VF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，VF可选择得大些。在加工过程中，VF也可通过机床控制面板上的倍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的限制。
3 结束语
在实际生产中数控机床被大范围使用，量化生产线的形成，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，刀具的选择和切削用量的确定要在编程人员和机器的配合下完成。所以，编程人员必须熟练掌握基础知识和理论，这样才能确保零件在加工中的质量和效率，数控机床的优点才能充分体现，从而有效的提高企业的经济效益和生产水平。
【参考文献】
