摘要：现代化背景下，各项技术飞速发展，社会对数控加工有了更高的要求，需要更快的加工速度、更精准的加工细节、更简便的操控系统、更多样的功能等。铣削工艺是数控加工中较为复杂的内容，其影响因素较多，技术难度也更大。在进行数控铣加工时，需要通过CAM或者是CAD等软件包进行数控编程，其中涉及到了刀具选择、加工路径及切削用量等多个方面的内容，所以说数控铣加工的质量受铣加工刀具及切削用量的影响非常大，所以相关人员应重视这一方面的研究。基于此，本文简单介绍了数控铣加工的内容，总结了数控铣加工中刀具的种类及选择的方法，同时总结了数控铣加工切削用量相关内容的设计方法，希望为更深入的研究做出贡献。

关键词：数控铣加工;刀具;切削用量

0  引言

数控铣加工是一种现代加工技术，其运用多种先进技术，将机械加工技术与电子计算机相关技术进行有机融合，在解放生产力的同时提高了生产效率，促使零件加工向精细化、智能化、标准化以及模块化方向发展，对我国工业的发展有着重要的作用。数控铣加工包括变成控制中心及加工机床两个部分，前者包括加工信息输入及处理，后者为加工执行作用，其中，数控编程是数控铣加工的核心内容，对加工的质量有着较大的影响，所以相关人员应该保证相关参数的合理性，以确保数控编程的合理性，确保数控铣加工质量。

1  数控铣加工

1.1 数控铣加工简述

数控铣加工指的是通过数控铣床进行工件加工，其自动化程度高，操作安全，但对操作人员的理论知识基础及实践操作技能要求较高。数控铣床主要有带刀库与不带刀库两种类型，前者又被叫做“加工中心”。数控机床综合运用了计算机、自动控制、人工智能、精密测量等多方面的技术，通过数控中心对机床的运行轨迹进行计算与控制，进而实现高精度、快速、复杂化形状零件的加工。进行数控铣加工时，一般需要工作人员在编程界面处输入对应的工艺内容，如加工刀具类型、加工尺寸、加工流程及切削用量等，数控加工中心便会根据这些内容自动形成NC程序，接着将信息传递到机床，完成零件加工[1]。

1.2 数控铣加工特点

与传统铣床加工相比，数控铣床对生产零件的适应性更好，生产更为灵活，尤其是在进行形状较为复杂的零件加工时应用较为良好，如模具类零件;数控铣床对具有复杂曲线以及具有三维空间曲面的零件有更好的加工性能，因为传统铣床不能很好的进行精度计算以及角度控制，而数控铣床则可以利用计算机相关技术对加工零件的形状信息进行全面收集与设计，并由控制中心传递到加工端，进而准确进行加工;数控铣加工能够在一次装夹定位后进行多道加工工序，极大程度简化了加工流程，缩短了加工时间。除此之外，数控铣加工的加工精度高、自动化程度高、加工效率高等多种特点，其更为符合现代社会发现的要求[2]。

2  数控铣加工刀具的选择

2.1 刀具种类

数控铣加工由于加工对象的形状的复杂性及精度的高要求，所以刀具的类型也多种多样。目前，数控机床为了适应现代化社会要求，向更为高效、自动化的方向发展，其刀具类型与使用也更为标准化、通用化。

一般情况下，数控铣加工的刀具可以划为三类，分别为切削刀具、孔加工刀具与其他特殊刀具。数控铣加工刀具的分类标准也较多，如以刀具的结构为标准，主要可以分为三种形式，分别为整体式、镶嵌式、特殊形式;而以刀具的材料为标准，主要可以分为四种形式，一是高速钢，二是硬质合金，三是金刚石，四则是其他材料;以切削工艺为标准，主要可以分为四种形式，分别为：圆角立铣刀、锥度铣刀、平端立铣刀以及球头刀。实际进行零件加工时，操作人员应该综合被加工零件的材料、形状、加工要求以及加工余量等多方面内容进行考虑，选择最为适合的刀具[3]。

2.2 切削刀具选择

切削刀具是进行数控铣加工的重点刀具类型，其功能为：零件曲面加工。在进行切削加工时，需要注意两点，一是保证切削的精确性，加工轮廓必须要吻合，以保证有效控制加工过程，确保零件加工质量。二切削刀具的合理选择，方式可以依照以下内容进行：在进行粗加工时，可以选择双刃式的铣刀;在进行细节加工时，则可以选择四刃式铣刀;没有特殊要求时，大多使用的是球头刀;而在对零件表面质量有要求且零件表面积较大时，则可以使用盘状的镶嵌式刀具;如果零件加工中存在台阶面或者是小平面的情况，便可以选择通用式铣刀。

2.3 孔加工刀具选择

孔加工刀具是保证数控铣加工功能的重要刀具，其主要目的是进行孔类形状的加工。而选择孔加工刀具需要注意以下五点规则：一是一般情况下，在进行整控式控的加工时，可以取消对应的转模配置;二是不同孔加工条件对钻头的刚性有着较大的影响，所以在进行孔加工刀具的选择时，应综合加工条件与钻头刚性两方面的内容进行考虑;三是进行孔加工之前，应该先对中心孔的位置进行确认，以保证孔加工的精确性;四是零件孔加工时有做鉸孔的需求，则可以利用浮动式刀具进行处理，需要注意的是，前期需要做好零件倒角工作;五是在进行镗孔处理时，为了保证加工质量，减弱平衡性震动，操作人员可以选择刀头对称性较好的镗刀[4]。

2.4 其他刀具选择

数控铣加工的其他刀具能够保证其功能的多样性，提高铣床的对工件的适应能力。在进行其他刀具选择时，需要注意以下内容：一是保证刀具的精度;二是尽量使用耐用性较好的刀具，这是因为当刀具长时间工作，受与加工零件相互作用的影响，本身表面及内部会发生一定会程度的损坏，当其外表面损害时，其加工性能便会受到较大的影响，加工精度、速度均会下降，而内部结构损坏时，刀具容易发生断裂，进而对工件、铣床均产生影响，在合理选择刀具的情况下，后者发生的几率较小;三是定期检查并更换刀具，且更换后需要进行调整，以保证切削工作正常开展。

3  数控铣加工切削用量的设计

3.1 切削速度設计

切削速度是切削用量设计中的重要内容，对切削的质量有着非常大影响，所以合理进行切削速度设计是非常重要的。综合切削相关的理论知识与实践经验来看，进行切削速度设计需要考虑到以下三个方面：一是需要综合考虑铣削的总齿数;二是吃刀量;三是侧面的吃刀量。这三者之间存在较强的联系，所以在进行切削速度设计时，应明确三者之间的变化、平衡关系。相关资料显示，一般情况下，铣削加工的总齿数增多，背吃刀量及侧吃刀量越大，刀具的耐用度越低，主要原因是总齿数加多时，刀具刀刃的负荷加重，切削热也有所增加，使得刀具磨损加剧。所以如果需要增大切削速度，便要优化切削散热[5]。

3.2 切削深度设计

切削深入设计主要是为了提高数控机床与被加工零件之间的配合度，以保证切削的质量。在进行切削深度设计时需要考虑到以下三点：一是在进行粗加工时，一般可以适当加深切削深度以降低切削的次数，提高加工效率，但需要注意切削深度与刀具切削性能的关系，避免出现无法切割的现象;二是切削时，应确保刀刃与机床的金属部位不会产生直接接触，应使刀口朝向为里面;三是当刀具的刚度发生变化时，切削深度也应进行适当调整，以降低刀具的损伤。总的来讲，设计切削深度时，应充分考虑到刀具材料与性能、被加工材料性能与形状以及机床类型等内容[6]。

3.3 进给量设计

进给量是数控机床加工的重要参数，对切削的形状、质量等均有所影响。在进行进给量设计时，需要考虑到工件材料、加工的精度及表面粗糙度要求，同时需要考虑刀具的质量。一般情况下，进给速度主要受到机床及控制系统的影响，前者限制后的最大值，后者主要为控制作用。进给量设计时需要注意以下几点：一是在进行轮廓拐角加工时，需要根据角度大小及拐角类型适当降低进给量，以避免工件在惯性以及工艺变形的影响下出现加工过度或不足的情况;二是一般情况下，进给度的选取范围在100-200mm/min之间;三是在进行切断、深孔等加工处理，或者是对表面粗糙有所要求时，需要适当降低进给量，其选取范围一般在20-50mm/min之间[7]。

3.4 背吃刀量及侧吃刀量设计

背吃刀量及侧吃刀量也是数控切削的重要参数。在进行背吃刀量及侧吃刀量设计时，前者需要考虑到机床的刚度、刀具刚度以及被加工零件刚度之间的关系，一般情况下，需要在加工质量有所保证的情况下，使背吃刀量尽量与零件的加工余量相符合，这样可以有效减少走刀次数，降低刀具磨损，还能提高加工效率。根据工件表面粗糙度的要求，可以将加工流程分为“粗铣、半精铣”、“粗铣、半精铣、精铣”等类型，其中，半精铣的背吃刀量与圆周铣侧吃刀量的取值均在1.5-2mm的范围内，而精铣时背吃刀量取值在0.5-1mm的范围内，圆周铣侧吃刀量的取值则在0.3-0.5mm的范围内[8]。

4  总结

数控铣加工技术是一种非常重要的现代加工技术，对我国制造工业的发展有着重要意义。数控铣加工中，数控编程为其核心工艺，其涉及了刀具选择、切削量设计等多方面的内容，对整个数控加工的质量有着较大的影响，所以在进行编程参数确定与输入时，操作人员应熟悉其选择与设计方法，以保证自动数控编程的合理性。目前数控铣加工相关参数设计、技术、工艺等均还存在较大的发展空间，需要相关工作人员进行更深入的研究。

参考文献：

[1]于海涛，郭岩.数控加工配合件的分析研究[J].机械管理开发，2020，35（02）：76-78.

[2]王晨羽，范鹏飞，李金泉.切削用量对切削振动影响的实验研究[J].成组技术与生产现代化，2018，35（01）：1-5.

[3]唐亚林.机械材料切削加工中的切削力浅探[J].海峡科技与产业，2019（09）：76-78.

[4]马国伟.数控铣加工工艺的应用与优化[J].科技经济导刊，2019，27（26）：82.

[5]彭湘，彭小彦.试论如何选择数控铣加工的刀具和切削用量[J].科技创新导报，2018，15（01）：93，97.

[6]王书利，宋亚洲，王一江，宇忻，姜增辉.切削用量对铣削非标内螺纹刀具磨损的影响[J].工具技术，2020，54（04）：50-53.

[7]练向兵.浅析如何选择数控铣加工的刀具和切削用量[J].科技与创新，2017（08）：120-121.

[8]尚辰.试析如何选择数控铣加工的刀具和切削用量[J].内燃机与配件，2019（03）：215-216.

作者简介：魏风景（1989-），男，安徽舒城人，一级实习指导教师，本科，数控专业。