刀具的選擇和切削用量的確定是數控加工工藝中的重要內容，它不僅影響數控機床的加工效率，而且直接影響加工。cad/ cam技術的發展，使得在數控加工中直接利用cad的設計數據成為可能。-是微機與數控機床的聯接，使得設計、工藝規劃及編程的整個過程全部在計算機上完成成為可能。
現在，許多cad/ cam軟件包括提供自動編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規劃的有關問題，比如，刀具選擇、加工路徑、切削用量設定等，編程人員只要設置了有關的參數，就可以自動生成nc程序并傳輸至數控機床完成加工。因此，數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態下完成的，這與普通機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和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數控加工的特點。本文對數控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進行了分析。
一、數控加工常用刀具的種類及性能
數控加工刀具必須適應數控機床高速、和自動化程度高的特點，一般應包括通用刀具、通用連接刀柄。刀柄要聯接刀具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸標準化和系列化。數控刀具的分類有多種方法。根據刀具結構可分為：整體式；鑲嵌式。根據制造刀具所用的材料可分為：高速鋼 刃具；硬質合金刀具；金剛石刀具；陶瓷刃具等。從切削工藝上可分為：銑削刀具；鉆削刀具；鏜削刀具；車削刀具等。
刀具材料應具備的性能：
1高硬度刀具材料的硬度應高于工件的硬度
2足夠的韌性承受切削力、振動和沖擊；
3高耐磨性耐磨性是材料抵抗磨損的能力；
4高耐熱性刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性的能力；
5-的工藝性
二、數控加工刀具的選擇
刀具的選擇應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調整方便，剛性好，螺紋刀具 刀柄，-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，以提高刀具加工的剛性。
選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中，平面輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應選鑲硬質合金刀片面銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和梯形銑刀等。在進行曲面加工時，應選用球頭刀具，并且球頭刀具半徑應小于曲面的曲率半徑。由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為-加工精度，切削行距一般取得很密，而平頭刃具在表面加工和切削效率方面都優于球頭刀，因此，只要在-精度的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優先選擇平。
在數控加工中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則：盡量減少刀具數量；一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工部位；粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規格的刀具；先面后孔；-行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應盡可能利用數控機床的自動換刀功能，以提高生產效率等。
三、數控加工切削用量的確定
合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產率為主。半精加工和精加工時，應在-加工的前提下，-切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床性能、切削用量手冊，并結合經驗面定。同時，使主軸轉速、切削-及進給速度三者相互適應，以形成切削用量。
1背吃刀量 在機床，工件和刀具的剛度允許的情況下，應盡可能使背吃刀量等于加工余量，這樣可以減少走刀次數，提高生產效率。為了-零件的加工精度和表面粗糙度，應留少量精加工余量，一般留0.2 -0.5mm。
2切削寬度l一般l與刀具直徑d成正比，與切削-成反比。數控加工中，一般l的取值范圍為：l= 0.6- 0.9d。
3切削速度切削速度也是提高生產率的一個措施，但切削速度與刀具-度的關系比較密切。隨著切削速度的增大，刀具-度急劇下降，故切削速度的選擇主要取決于刀具-度。另外，切削速度與加工材料也有很大關系，例如用立銑刀銑削45鋼時，切削速度可采用26m/ mi左右：而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，切削速度可選129m/ mi以上。
4主軸轉速nr/mi主軸轉速一般根據切削速度來選定。計算公式為：n= 1000/ d，式中d為刀具直徑mm。數控機床的控制面板上一般配有主軸轉速修調倍率開關，可在加工過程中對主軸轉速進行倍率調整。
5進給速度f進給速度應根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。
確定進給速度的原則：
一、當工件的要求能夠-時，為提高生產效率，可選擇較高的進給速度。一般在100 - 200mm/ mi范圍內選取。
第二、在刀斷、加工深孔或用高速鋼具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在20- 50mm/ mi范圍內選取。
第三、當加工精度、表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，一般在20- 5omm/ min范圍內選取。
在數控加工過程中，進給速度也可通過機床控制面板上的進給倍率修調開關進行人工調整，但是進給速度要受到設備剛度和進給系統性能等的---。
隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用，數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控程序的編制過程中，要在人機交互狀態下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而-零件的加工和加工效率，充分發揮數控機床的優點。
齒輪是能彼此符合的有齒的機械零件，齒輪傳動可完成減速、增速、變向等功能。它在機械傳動及整個機械領域中運用極其廣泛。本文對齒輪類零件的加工工藝做歸納總結。
1
齒輪的功用、結構
齒輪雖然由于它們在機器中的功用不同而規劃成不同的形狀和尺度，但總可劃分為齒圈和輪體兩個部分。常見的圓柱齒輪有以下幾類(下圖)：盤類齒輪、套類齒輪、內齒輪、軸類齒輪、扇形齒輪、齒條。其中盤類齒輪運用廣。
圓柱齒輪的結構方法
一個圓柱齒輪能夠有一個或多個齒圈。普通的單齒圈齒輪工藝性好；而雙聯或三聯齒輪的小齒圈往往會遭到臺肩的影響，約束了某些加工辦法的運用，一般只能選用插齒。假如齒輪精度要求高，需求剃齒或磨齒時，一般將多齒圈齒輪做成單齒圈齒輪的組合結構。
2圓柱齒輪的精度要求
齒輪本身的制作精度，對整個機器的工作性能、承載能力及運用壽命都有很大影響。根據齒輪的運用條件，對齒輪傳動提出以下幾方面的要求：
1.
運動精度
要求齒輪能準確地傳遞運動，傳動比安穩，即要求齒輪在一轉中，轉角差錯不-一定范圍。
2，螺紋，
工作平穩性
要求齒輪傳遞運動平穩，沖擊、振蕩和噪聲要小。這就要求約束齒輪轉動時瞬時速比的改變要小，也就是要約束短周期內的轉角差錯。
3.
觸摸精度
齒輪在傳遞動力時，為了不致因載荷分布不均勻使觸摸應力過大，引起齒面過早磨損，這就要求齒輪工作時齒面觸摸要均勻，并-有一定的觸摸面積和符合要求的觸摸位置。
4.
齒側空隙
要求齒輪傳動時，非工作齒面間留有一定空隙，以儲存潤滑油，補償因溫度、彈性變形所引起的尺度改變和加工、安裝時的一些差錯。
3齒輪的資料
齒輪應按照運用的工作條件選用適宜的資料。齒輪資料的挑選對齒輪的加工性能和運用壽命都有直接的影響。
一般齒輪選用中碳鋼(如45鋼)和低、中碳合金鋼，如20cr、40cr、20crmnti等。2要求較高的重要齒輪可選用38crmoala氮化鋼，非傳力齒輪也能夠用鑄鐵、夾布膠木或尼龍等資料。
4齒輪的熱處理
齒輪加工中根據不同的意圖，組織兩種熱處理工序：
1.
毛坯熱處理
在齒坯加工前后組織預先熱處理正火或調質，其首要意圖是消除鑄造及粗加工引起的剩余應力、---資料的可切削性和進步歸納力學性能。
2.
齒面熱處理
齒形加工后，為進步齒面的硬度和耐磨性，常進行滲碳淬火、高頻感應加熱淬火、碳氮共滲和滲氮等熱處理工序。
5齒輪毛坯
齒輪的毛坯方法首要有棒料、鍛件和鑄件。棒料用于小尺度、結構簡單且對強度要求低的齒輪。當齒輪要求強度高、耐磨和耐沖擊時，多用鍛件，直徑大于400～600mm的齒輪，常用鑄造毛坯。
為了削減機械加工量，對-、低精度齒輪，能夠直接鑄出輪齒；關于小尺度、形狀復雜的齒輪，可用精細鑄造、壓力鑄造、精細鑄造、粉末冶金、熱軋和冷擠等新工藝制作出具有輪齒的齒坯，以進步勞動出產率、節省原資料。
6齒坯的機械加工計劃的挑選
關于軸齒輪和套筒齒輪的齒坯，其加工進程和一般軸、套基本相似，現首要討論盤類齒輪齒坯的加工進程。齒坯的加工工藝計劃首要取決于齒輪的輪體結構和出產類型。
1 大批很多出產的齒坯加工
大批很多加工中等尺度齒坯時，多選用“鉆一拉一多刀車”的工藝計劃。
(1)以毛坯外圓及端面定位進行鉆孔或擴孔。
(2)拉孔。
(3)以孔定位在多刀半自動車床上粗精車外圓、端面、切槽及倒角等。
這種工藝計劃由于選用機床能夠組成流水線或自動線，所以出產。
2.
成批出產的齒坯加工
成批出產齒坯時，常選用“車一拉一車”的工藝計劃
(1)以齒坯外圓或輪毅定位，精車外圓、端面和內孔。
(2)以端面支承拉孔(或花鍵孔)。
(3)以孔定位精車外圓及端面等。
這種計劃可由臥式車床或轉塔車床及拉床實現。它的特點是加工安穩，出產效率較高。
當齒坯孔有臺階或端面有槽時，能夠充分利用轉塔車床上的多刀來進行多工位加工，在轉塔車床上一次完成齒坯的加工。
7輪齒加工辦法
齒輪齒圈的齒形加工是整個齒輪加工的中心。齒輪加工有許多工序，這些都是為齒形加工服務的，其意圖在于終究獲得符合精度要求的齒輪。
按照加工原理，齒形可分為成形法和展成法。成形法是用與被切齒輪齒槽形狀相符的成形刀具切出齒面的辦法，如銑齒、拉齒和成型磨齒等。
展成法是齒輪刀具與工件按齒輪副的嚙合關系作展成運動切出齒面的辦法，如滾齒、插齒、剃齒、磨齒和珩齒等。
齒形加工計劃的挑選，首要取決于齒輪的精度等級、結構形狀、出產類型及出產條件，關于不同的精度等級的齒輪，常用的齒形加工計劃如下：
18級精度以下齒輪
調質齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。關于淬硬齒輪可選用：滾插齒—齒端加工—淬火—校對孔的加工計劃。但淬火前齒形加工精度應進步一級。
26-7級精度齒輪
關于淬硬齒輪可選用：粗滾齒—精滾齒—齒端加工—精剃齒—外表淬火—校對基準—珩齒。
35級精度以上齒輪
一般選用：粗滾齒—精滾齒—齒端加工—淬火—校對基準—粗磨齒—精磨齒。磨齒是現在齒形加工中精度蕞高，外表粗糙度值蕞小的加工辦法，蕞可達3-4級。
1.
銑齒
齒輪精度等級：9級以下
齒面粗糙度ra：6.3~3.2μm
適用范圍：單件修配出產中，加工低精度的外圓柱齒輪、齒條、錐齒輪、蝸輪
2.
拉齒
齒輪精度等級：7級
齒面粗糙度ra：1.6~0.4μm
適用范圍：大批量出產7級內齒輪，外齒輪拉刀制作復雜，故少用
3.
滾齒
齒輪精度等級：8~7級
齒面粗糙度ra：3.2~1.6μm
適用范圍：各種批量出產中，加工中等外圓柱齒輪及蝸輪
4.
插齒
齒輪精度等級：8~7級
齒面粗糙度ra：1.6μm
適用范圍：各種批量出產中，加工中等的內、外圓柱齒輪、多聯齒輪及小型齒條
5.
滾或插齒—淬火—珩齒
齒輪精度等級：8~7級
齒面粗糙度ra：0.8~0.4μm
適用范圍：用于齒面淬火的齒輪
車刀品種和用處
一、車刀是運用廣的一種---刀具，也是學習、剖析各類刀具的基礎。 車刀用于各種車床上，加工外圓、內孔、端面、螺紋、車槽等。 車刀按結構可分為整體車刀、焊接車刀、機夾車刀、可轉位車刀和成型車刀。其中可轉位車刀的運用日益廣泛，在車刀中所占比例逐步添加。
二、硬質合金焊接車刀 所謂焊接式車刀，就是在碳剛刀桿上按刀具幾何視點的要求開出刀槽，用焊料將硬質合金刀片焊接在刀槽內，并按所選擇的幾何參數刃磨后運用的車刀。
三、機夾車刀 機夾車刀是選用普通刀片，用機械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上運用的車刀。此類刀具有如下特點：
1刀片不通過高溫焊接，防止了因焊接而引起的刀片硬度下降、發生裂紋等缺點，進步了刀具的-度。
2由于刀具-度進步，運用時間較長，換刀時間縮短，進步了生產功率。
3刀桿可重復運用，既節省了鋼材又進步了刀片的利用率，刀片由制作廠家收回再制，進步了經濟效益，降低了刀具本錢。
4刀片重磨后，尺度會逐步變小，為了康復刀片的作業方位，往往在車刀結構上設有刀片的調整機構，以添加刀片的重磨次數。
5壓緊刀片所用的壓板端部，能夠起斷屑器效果。
四、可轉位車刀 可轉位車刀是運用可轉位刀片的機夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉位換成相鄰的新切削刃，即可持續作業，直到刀片上一切切削刃均已用鈍，刀片才作廢收回。替換新刀片后，車刀又可持續作業。
1．可轉位刀具的長處 與焊接車刀相比，可轉位車刀具有下述長處:
1刀具壽命高 由于刀片防止了由焊接和刃磨高溫引起的缺點，刀具幾何參數完全由刀片和刀桿槽-，切削性能安穩，然后進步了刀具壽命。
2生產功率高 由于機床操作工人不再磨刀，可大大削減停機換刀等輔助時間。
3有利于推廣新技術、新工藝 可轉位刀有利于推廣運用涂層、陶瓷等新式刀具資料。
4有利于降低刀具本錢 由于刀桿運用-，大大削減了刀桿的耗費和庫存量，簡化了刀具的管理作業，降低了刀具本錢。
2．可轉位車刀刀片的夾緊特點與要求
1定位精度高 刀片轉位或替換新刀片后，刀尖方位的改變應在工件精度允許的范圍內。
2刀片夾緊- 應-刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合，經得起沖擊和振蕩，但夾緊力也不宜過大，應力分布應均勻，以免壓碎刀片。
3排屑流通刀片前面上蕞好無障礙，-切屑排出流通，并簡略觀察。
4運用便利轉化刀刃和替換新刀片便利、迅速。對小尺度刀具結構要緊湊。 在滿意以上要求時，盡可能使結構簡略，制作和運用便利。
五、成形車刀 成形車刀是加工回轉體成形外表的-刀具，其刃形是依據工件廓形設計的，可用在各類車床上加工內外回轉體的成形外表。 用成形車刀加工零件時可一次構成零件外表，操作簡便、生產率高，加工后能到達公差等級it8～it10、粗糙度為10～5μm，并能-較高的互換性。但成形車刀制作較復雜、本錢較高，刀刃作業長度較寬，故易引起振蕩。 成形車刀首要用在加工批量較大的中、小尺度帶成形外表的零件。
工欲善其事，必先利其器，為了在車床上做杰出的切削，正確地預備和運用刀具是很重要的作業。不同的作業需要不同形狀的車刀，切削不同的資料要求刀口具不同的刀角，車刀和作業物的方位和速度應有必定相對的關系，車刀自身也應具有足夠的硬度、強度并且耐磨、耐熱。因而，怎么選擇車刀資料，刀具視點之研磨都是重要的考慮因素。
車刀的品種和用處
刀具原料的改進和開展是今天金屬加工開展的重要課題之一，由于杰出的刀具資料能有用、迅速的完結切削作業，并堅持杰出的刀具壽命。一般常用車刀原料有下列幾種：
1高碳鋼： 高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼，通過淬火硬化后運用，因切削中的沖突四很簡略回火軟化，被高速鋼等其它刀具所取代。一般僅合適于軟金屬資料之切削，常用者有sk1，sk2、、、、sk7等。
2 高速鋼： 高速鋼為一種鋼基合金俗稱白車刀，含碳量0.7~0.85%之碳鋼中參加w、cr、v及co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼資料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中發生的沖突熱可-至6000c，合適轉速1000rpm以下及螺紋之車削，一般常用高速鋼車刀如skh2、skh4a、skh5、skh6、skh9等。
3 非鑄鐵合金刀具： 此為鈷、鉻及鎢的合金，因切削加工很難，以鑄造成形制作，故又名超硬鑄合金，蕞具代表者為stellite，其刀具耐性及耐磨性及佳，在8200c溫度下其硬度仍不受影響，抗熱程度-出高速鋼，合適高速及較深之切削作業。
4燒結碳化刀具： 碳化刀具為粉未冶金的產品，碳化鎢刀具首要成分為50%~90%鎢，并參加鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結合劑，再經加熱燒結完結。碳化刀具的硬度較任何其它資料均高，螺紋 刀具補償，有硬高碳鋼的三倍，適用于切削較硬金屬或石材，因其原料脆硬，故只能制成片狀，再焊于較具耐性之刀柄上，如此刀刃鈍化或崩裂時，能夠替換另一刀口或換新刀片，這種夠車刀稱為放棄式車刀。
碳化刀具依-(iso)其切削性質的不同，分成p、m、k三類，并別離以藍、黃、紅三種色彩來標識： p類適于切削鋼材，有p01、p10、p20、p30、p40、p50六類，p01為高速精車刀，號碼小，耐磨性較高，p50為低速粗車刀，號碼大，耐性高，刀柄涂藍色以辨認之。 k類適于切削石材、鑄鐵等脆硬資料，有k01、k10、k20、k30、k40五類，k01為高速精車刀，k40為低速粗車刀，此類刀柄涂以紅色以辨認。 m類介于p類與k類之間，適于切削耐性較大的資料如不?袗?等，此類刀柄涂以黃色來辨認之。
5 陶瓷車刀： 陶瓷車刀是由氧化呂粉未，添加少量元素，再經由高溫燒結而成，其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高，可是由于質脆，故不適用于非連續或重車削，只合適高速精削。
6 鉆石刀具：作稿級外表加工時，可運用圓形或外表有刃緣的工業用鉆石來進行光制。可得到更為潤滑的外表，首要用來做銅合金或輕合金的精細車削，在車削時有-運用高速度，蕞低需在60~100m/min，一般在200~300m/min。
7 氧化硼：立方晶氧化硼(cbn)是近年來推廣的資料，硬度與耐磨性僅次于鉆石，此刀具適用于加工堅固、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金。
車刀形狀及運用情形
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