蔣林芳

[摘 要] 數(shù)控銑削加工工作十分重視刀具的選擇，合適的刀具可以提高工作效率。刀具選擇要考慮的因素復(fù)雜，刀具種類也比較多。圓角刀適用領(lǐng)域廣泛，如果掌握使用規(guī)則，采用一定的編程技巧，是比較實(shí)用的一種銑削刀具。

[關(guān) 鍵 詞] 數(shù)控銑削；刀具；圓角刀

[中圖分類號(hào)] TG547 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）05-0081-01

在數(shù)控加工操作時(shí)，選擇正確的數(shù)控加工刀具以及進(jìn)刀出刀的方式和刀具路線等，是數(shù)控加工質(zhì)量和安全性的重要保障。尤其是在對(duì)數(shù)控加工工具的選擇上，要充分考慮到技術(shù)所要求的速度、精度和效率，以及刀具本身的強(qiáng)度、耐用度等，根據(jù)具體的情況，選擇最適合的刀具，以保證零件的質(zhì)量以及加工效率。

一般來說，數(shù)控加工過程中刀具的選擇應(yīng)該考慮到幾個(gè)方面的問題。第一是加工材料，如黑色金屬、有色金屬或者非金屬等，因?yàn)檫@涉及材料本身的韌性、硬度和組織狀態(tài)等問題。第二是切削工藝比如粗加工、精加工或者半精加工等。第三是切削用量，包括切削速度、切削深度和進(jìn)給量等。其他還有零件的幾何形狀、中途換刀、入刀角度以及材料表面的粗糙度等。而我們常用的可供選擇的刀具也非常多，如立銑刀、端面銑刀、球頭銑刀等。可見，選擇刀具要考慮到多方面的因素，只有結(jié)合具體情況，才能選擇好合適的操作刀具。

為了配合數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，配套刀具也必須具有良好的排屑性和耐磨性，一般以硬質(zhì)合金刀具配以可旋轉(zhuǎn)刀片，以便減少磨損，減少更換預(yù)調(diào)時(shí)間。下面本文將介紹眾多刀具的一種圓角刀，分析它的性質(zhì)及操作要求，作為刀具選擇的一個(gè)實(shí)例。

一、圓角刀性質(zhì)

圓角刀又稱作牛鼻刀，是一種非常適合進(jìn)行粗加工和半精加工的數(shù)控銑削刀具，當(dāng)?shù)毒甙霃酱笥诘督前霃酱笥诹愕臅r(shí)候，就是圓角刀。它兼具平銑刀和球頭刀的特點(diǎn)，可以適用于曲面和平面的銑削工作。除了切削范圍廣之外，它還具有切削速度快，剛性好等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)控銑削加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

二、圓角刀使用規(guī)則

1.首先，圓角刀不能直線下刀，如果是凹狀形面，要用螺旋角度為0.5度或者-1度的螺旋方式下刀，而且最好選擇空處下刀，以便縮短刀具路徑。

2.其次，采用等高切削的方式，層層切削。粗加工與精加工之間會(huì)存在一定程度的區(qū)別。通常，刀具直徑越大，每一層的吃刀量也越大。

3.鑲片式圓角刀只能加工精度要求不高的零件，比如粗加工，半精加工，或者精加工中要求不高的那一部分。它在安裝過程中會(huì)存在熱脹冷縮現(xiàn)象和安裝誤差，所以可能影響到刀具的實(shí)際尺寸，從而進(jìn)一步影響到加工的精度。所以實(shí)際操作中，應(yīng)該注意鑲片式圓角刀的誤差問題。

三、圓角刀編程技巧

1.開敞性好的型面。螺旋下刀生成的NC文件長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)，為了縮短N(yùn)C長(zhǎng)度，如果操作表面的開敞性還不錯(cuò)，盡量不要使用螺旋下刀的方式，而要以延長(zhǎng)曲面的方法為主。加工的前期準(zhǔn)備階段，將型面分別向左右以及上方延伸，提取曲面工作范圍，在左右邊界的中心各尋找一個(gè)下刀點(diǎn)。選擇較寬一面的下刀點(diǎn)在曲面范圍深度做曲面挖槽，記錄下此時(shí)的刀具路徑Z值，并開始對(duì)另一面的深度加工。之后在Z值之下使用另一個(gè)下刀點(diǎn)對(duì)整個(gè)曲面進(jìn)行重新加工。這種程序的優(yōu)越性在于，既保證了在空處下刀的原則，又盡可能地減少了下刀次數(shù)，加工效率相對(duì)較高。由于粗加工已經(jīng)初步成型，在半精加工環(huán)節(jié)，就不需要再使用挖槽的方式了，選擇精加工方式直接進(jìn)行曲面加工即可。并且由于島嶼已經(jīng)不存在了，可以從曲面較窄的一面下刀。最后還需要提醒的一點(diǎn)就是，圓角刀在使用之后，會(huì)在曲面底造成一個(gè)與其直徑相等的平臺(tái)，這是圓角刀自身的結(jié)構(gòu)特性，不能避免。在半精加工時(shí)，為了獲得均勻的余量，應(yīng)使用球頭刀將所留平臺(tái)銑去。

2.開敞性不好的型面。在敞開性不好的型面上，如果操作不好會(huì)直接影響刀片的壽命。比如，沒有控制好分層切削產(chǎn)生較大的島嶼；又比如，采用螺旋下刀方式接近底部時(shí)，由于底部空間太小而無法螺旋，只好近乎于直線下刀?？刂茩M越距離（stepover distance）可以有效地控制島嶼產(chǎn)生，但是如果橫越距離太小，又難免影響零件加工的效率，所以這里最好是采用模擬驗(yàn)證（verity）來確定，切削方式選擇最少參與量的等距環(huán)切（constant overlap）。當(dāng)加工包含多個(gè)曲面的復(fù)雜型面的時(shí)候，可以使用Gap settings之下的Optimize，來觀察刀具在曲面型面底部的走刀情況。優(yōu)化走刀路徑（cut order）可以在加工不同深度的曲面時(shí)，完成一種深度再完成一種深度，不必為了深度而抬刀，所以能夠大大減少抬刀的次數(shù)。

通過以上的介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)圓角刀的一些優(yōu)勢(shì)性能以及弊端。我們認(rèn)為，圓角刀比較適合粗加工或者半精加工的數(shù)控銑削工作，而像熱鍛模具之類比較有難度的加工項(xiàng)目也可以完成，應(yīng)該說是數(shù)控銑削工作中比較普適的，性能較為良好的一種刀具。

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