加工中心刀具的选择及使用

在加工中心上，其主轴转速较普通机床的主轴转速高1～2倍，某些特殊用途的数控机床、加工中心主轴转速高达数万转，因此数控机床用刀具的强度与耐用度至关重要。目前涂层刀具与立方氮化硼等刀具已广泛用于加工中心，陶瓷刀具与金刚石刀具也开始在加工中心上运用。一般来说，数控机床用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀具材料抗脆性好，有良好的断屑性能和可调易更换等特点。例如，在数控机床上进行铣削加工时选择刀具要注意如下要点：

平面铣削时应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般铣削时，尽量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀痕不影响精切走刀精度。因此加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些，反之，选大些。精加工时铣刀直径要选大些，最好能包容加工面的整个宽度。

立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了轴向进给时易于吃刀，要采用端齿特殊刃磨的铣刀，如图a所示。为了减少振动，可采用图b所示的非等距三齿或四齿铣刀。为了加强铣刀强度，应加大锥形刀心，变化槽深，如图c所示。

为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功能铣槽的两边。

铣削平面零件的周边轮廓一般采用立铣刀。刀具的结构参数可参考如下：

①刀具半径R应小于零件内轮廓的最小曲率半径ρ，一般取R=(O.8～0.9)ρ。

②零件的加工高度H≤(1／4～1／6)R保证刀具有足够的刚度。

③粗加工内型面时，刀具直径可按下式估算(见下图)：

式中，δ₁为槽的精加工余量；δ为加工内型面时的最大允许精加工余量；φ为零件内壁的最小夹角；D为工件内型面最小圆弧直径。

数控加工曲面和变斜角轮廓外形时常用球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等，见下图。图中的O点表示刀位点，即编程时用来计算刀具位置的基准点。加工曲面时球头刀的应用最普遍。但是越接近球头刀的底部，切削条件就越差，因此近来有用环形刀(包括平底刀)代替球头刀的趋势。鼓形刀和锥形刀都可用来加工变斜角零件，这是单件或小批量生产中取代四坐标或五坐标机床的一种变通措施。鼓形刀的刃口纵剖面磨成圆弧R₁，加工中控制刀具的上下位置，相应改变刀刃的切削部位，可以在工件上切出从负到正的不同斜角值。圆弧半径R₁越小，刀具所能适应的斜角范围就越广，但是行切得到的工件表面质量就越差。鼓形刀的缺点是刃磨困难，切削条件差，而且不适应于加工内缘表面。锥形刀的情况相反，刃磨容易，切削条件好，加工效率高，工件表面质量也较好，但是加工变斜角零件的灵活性小。当工件的斜角变化范围大时需要中途分阶段换刀，留下的金属残痕多，增大了手工锉修量。