【正文】 障。(b)穿孔紙帶信息不能輸入，其原因有：①操作面板上鑰匙開(kāi)關(guān)在關(guān)的位置，從而造成紙帶程序不能輸入；②如果0384號(hào)板上的數(shù)據(jù)保護(hù)開(kāi)關(guān)不在釋放位置時(shí)，不能輸入數(shù)據(jù)紙帶；③如果不能輸入L80～L99和L900～L999號(hào)子程序，則多是由于PLC與NC接口信號(hào)Q64?3為“1”(循環(huán)禁止)引起的。(c)停止位錯(cuò)誤。①波特率設(shè)定錯(cuò)誤；②閱讀機(jī)有故障；③機(jī)床數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過(guò)程全部在計(jì)算機(jī)上完成，一般不需要輸出專門(mén)的工藝文件?！　‖F(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動(dòng)編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問(wèn)題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成NC程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)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(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。本文對(duì)數(shù)控編程中必須面對(duì)的刀具選擇和切削用量確定問(wèn)題進(jìn)行了探討，給出了若干原則和建議，并對(duì)應(yīng)該注意的問(wèn)題進(jìn)行了討論。一、數(shù)控加工常用刀具的種類(lèi)及特點(diǎn)　　數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類(lèi)有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車(chē)削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；②鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；③鏜削刀具；④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。　　數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)：　?、艅傂院茫ㄓ绕涫谴旨庸さ毒撸?，精度高，抗振及熱變形??；　?、苹Q性好，便于快速換刀；　　⑶壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；　?、鹊毒叩某叽绫阌谡{(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間；　?、傻毒邞?yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除；　?、氏盗谢瑯?biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理?！　《?shù)控加工刀具的選擇　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)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(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。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?！　∵x取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)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(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤(pán)形銑刀。　　在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低?！　≡诩庸ぶ行纳?，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括16種不同用途的刀柄。　　在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等?！　∪?、數(shù)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(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定?！　、徘邢魃疃萾。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床?！　、魄邢鲗挾萀。一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=（～）d。　　喬邢魎俁葀。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，v可選200m/min以上?！　、戎鬏S轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來(lái)選定。計(jì)算公式為：　　式中，d為刀具或工件直徑（mm）。　　數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開(kāi)關(guān)，可在加工過(guò)程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整?！　、蛇M(jìn)給速度vF 。vF應(yīng)根據(jù)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(lái)選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，vF可選擇得大些。在加工過(guò)程中，vF也可通過(guò)機(jī)床控制面板上的修調(diào)開(kāi)關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。　　隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在數(shù)控程序的編制過(guò)程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)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，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。1) 選擇模具鋼時(shí)什么是最重要的和最具有決定性意義的因素？ 成形方法 － 可從兩種基本材料類(lèi)型中選擇。 A) 熱加工工具鋼，它能承受模鑄、鍛造和擠壓時(shí)的相對(duì)高的溫度。 B) 冷加工工具鋼，它用于下料和剪切、冷成形、冷擠壓、冷鍛和粉末加壓成形。 塑料一些塑料會(huì)產(chǎn)生腐蝕性副產(chǎn)品，例如PVC塑料。長(zhǎng)時(shí)間的停工引起的冷凝、腐蝕性氣體、酸、冷卻/加熱、水或儲(chǔ)存條件等因素也會(huì)產(chǎn)生腐蝕。 在這些情況下，推薦使用不銹鋼材料的模具鋼。 模具尺寸 － 大尺寸模具常常使用預(yù)硬鋼。 整體淬硬鋼常常用于小尺寸模具。 模具使用次數(shù) － 長(zhǎng)期使用（ 1 000 000次）的模具應(yīng)使用高硬度鋼，其硬度為48－65 HRC。 中等長(zhǎng)時(shí)間使用（100 000到1 000 000次）的模具應(yīng)使用預(yù)硬鋼，其硬度為30－45 HRC。 短時(shí)間使用（100 000次）的模具應(yīng)使用軟鋼，其硬度為160－250 HB。 表面粗糙度 － 許多塑料模具制造商對(duì)好的表面粗糙度感興趣。 當(dāng)添加硫改善金屬切削性能時(shí)，表面質(zhì)量會(huì)因此下降。 硫含量高的鋼也變得更脆。2) 影響材料可切削性的首要因素是什么？ 鋼的化學(xué)成分很重要。 鋼的合金成分越高，就越難加工。 當(dāng)碳含量增加時(shí)，金屬切削性能就下降。 鋼的結(jié)構(gòu)對(duì)金屬切削性能也非常重要。 不同的結(jié)構(gòu)包括： 鍛造的、鑄造的、擠壓的、軋制的和已切削加工過(guò)的。 鍛件和鑄件有非常難于加工的表面。 硬度是影響金屬切削性能的一個(gè)重要因素。 一般規(guī)律是鋼越硬，就越難加工。 高速鋼（HSS）可用于加工硬度最高為330400 HB的材料；高速鋼+鈦化氮（TiN）涂層，可加工硬度最高為45 HRC的材料； 而對(duì)于硬度為6570 HRC的材料，則必須使用硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬陶瓷和立方氮化硼（CBN）。 非金屬參雜一般對(duì)刀具壽命有不良影響。 例如Al2O3 （氧化鋁），它是純陶瓷，有很強(qiáng)的磨蝕性。 最后一個(gè)是殘余應(yīng)力，它能引起金屬切削性能問(wèn)題。 常常推薦在粗加工后進(jìn)行應(yīng)力釋放工序。3) 模具制造的生產(chǎn)成本由哪些部分組成？粗略地說(shuō)，成本的分布情況如下： 切削 65％工件材料 20％熱處理 5％ 裝配/調(diào)整 10％ 這也非常清楚地表明了良好的金屬切削性能和優(yōu)良的總體切削解決方案對(duì)模具的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的重要性。4) 鑄鐵的切削特性是什么？一般來(lái)說(shuō)，它是： 鑄鐵的硬度和強(qiáng)度越高，金屬切削性能越低，從刀片和刀具可預(yù)期的壽命越低。 用于金屬切削生產(chǎn)的鑄鐵其大部分類(lèi)型的金屬切削性能一般都很好。 金屬切削性能與結(jié)構(gòu)有關(guān)，較硬的珠光體鑄鐵其加工難度也較大。 片狀石墨鑄鐵和可鍛鑄鐵有優(yōu)良的切削屬性，而球墨鑄鐵相當(dāng)不好。 加工鑄鐵時(shí)遇到的主要磨損類(lèi)型為： 磨蝕、粘結(jié)和擴(kuò)散磨損。 磨蝕主要由碳化物、沙粒參雜物和硬的鑄造表皮產(chǎn)生。 有積屑瘤的粘結(jié)磨損在低的切削溫度和切削速度條件下發(fā)生。 鑄鐵的鐵素體部分最容易焊接到刀片上，但這可用提高切削速度和溫度來(lái)克服。 在另一方面，擴(kuò)散磨損與溫度有關(guān)，在高切削速度時(shí)產(chǎn)生，特別是使用高強(qiáng)度鑄鐵牌號(hào)時(shí)。 這些牌號(hào)有很高的抗變型能力，導(dǎo)致了高溫。 這種磨損與鑄鐵和刀具之間的作用有關(guān)，這就使得一些鑄鐵需用陶瓷或立方氮化硼（CBN）刀具在高速下加工，以獲得良好的刀具壽命和表面質(zhì)量。 一般對(duì)加工鑄鐵所要求的典型刀具屬性為： 高熱硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，但也與工序、工件和切削條件有關(guān)；要求切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強(qiáng)度。 切削鑄鐵的滿意程度取決于切削刃的磨損如何發(fā)展： 快速變鈍意味著產(chǎn)生熱裂紋和缺口而使切削刃過(guò)早斷裂、工件破損、表面質(zhì)量差、過(guò)大的波紋度等。 正常的后刀面磨損、保持平衡和鋒利的切削刃正是一般需要努力做到的。5) 什么是模具制造中主要的、共同的加工工序？切削過(guò)程至少應(yīng)分為3個(gè)工序類(lèi)型： 粗加工、半精加工和精加工，有時(shí)甚至還有超精加工（大部分是高速切削應(yīng)用）。 殘余量銑削當(dāng)然是在半精加工工序后為精加工而準(zhǔn)備的。 在每一個(gè)工序中都應(yīng)努力做到為下一個(gè)工序留下均勻分布的余量，這一點(diǎn)非常重要。 如果刀具路徑的方向和工作負(fù)載很少有快速的變化，刀具的壽命就可能延長(zhǎng)，并更加可預(yù)測(cè)。 如果可能，就應(yīng)在專用機(jī)床上進(jìn)行精加工工序。 這會(huì)在更短的調(diào)試和裝配時(shí)間內(nèi)提高模具的幾何精度和質(zhì)量。6) 在這些不同的工序中應(yīng)主要使用何種刀具？ 粗加工工序： 圓刀片銑刀、球頭立銑刀及大刀尖圓弧半徑的立銑刀。 半精加工工序： 圓刀片銑刀（直徑范圍為10－25 mm的圓刀片銑刀），球頭立銑刀。 精加工工序： 圓刀片銑刀、球頭立銑刀。 殘余量銑削工序：圓刀片銑刀、球頭立銑刀、直立銑刀。 通過(guò)選擇專門(mén)的刀具尺寸、槽形和牌號(hào)組合，以及切削參數(shù)和合適的銑削策略，來(lái)優(yōu)化切削工藝，這非常重要。 關(guān)于可使用的高生產(chǎn)率刀具，見(jiàn)模具制造用樣本C1102:17) 在切削工藝中有沒(méi)有一個(gè)最重要的因素？ 切削過(guò)程中一個(gè)最重要的目標(biāo)是在每一個(gè)工序中為每一種刀具創(chuàng)建均勻分布的加工余量。 這就是說(shuō)，必須使用不同直徑的刀具（從大到小），特別是在粗加工和半精加工工序中。 任何時(shí)候主要的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是在每個(gè)工序中與模具的最終形狀盡可能地相近。 為每一種刀具提供均勻分布的加工余量保證了恒定而高的生產(chǎn)率和安全的切削過(guò)程。 當(dāng)ap/ae（軸向切削深度/徑向切削深度）不變時(shí)，切削速度和進(jìn)給率也可恒定地保持在較高水平上。 這樣，切削刃上的機(jī)械作用和工作負(fù)載變化就小，因此產(chǎn)生的熱量和疲勞也少，從而提高了刀具壽命。 如果后面的工序是一些半精加工工序，特別是所有精加工工序，就可進(jìn)行無(wú)人加工或部分無(wú)人加工。 恒定的材料加工余量也是高速切削應(yīng)用的基本標(biāo)準(zhǔn)。 恒定的加工余量的另一個(gè)有利的效應(yīng)是對(duì)機(jī)床——導(dǎo)軌、球絲杠和主軸軸承的不利影響小。8) 為什么最經(jīng)常將圓刀片銑刀作為模具粗加工刀具的首選？ 如果使用方肩銑刀進(jìn)行型腔的粗銑削，在半精加工中就要去除大量的臺(tái)階狀切削余量。 這將使切削力發(fā)生變化，使刀具彎曲。 其結(jié)果是給精加工留下不均勻的加工余量，從而影響模具的幾何精度。 如果使用刀尖強(qiáng)度較弱的方肩銑刀（帶三角形刀片），就會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的切削效應(yīng)。 三角形或菱形刀片還會(huì)產(chǎn)生更大的徑向切削力，并且由于刀片切削刃的數(shù)量較少，所以他們是經(jīng)濟(jì)性較差的粗加工刀具。 另一方面，圓刀片可在各種材料中和各個(gè)方向上進(jìn)行銑削，如果使用它，在相鄰刀路之間過(guò)渡較平滑，也可以為半精加工留下較小的和較均勻的加工余量。 圓刀片的特性之一是他們產(chǎn)生的切屑厚度是可變的。 這就使它們可使用比大多數(shù)其它刀片更高的進(jìn)給率。 圓刀片的主偏角從幾乎為零（非常淺的切削）改變到90度，切削作用非常平穩(wěn)。 在切削的最大深度處，主偏角為45度，當(dāng)沿帶外圓的直壁仿形切削時(shí)，主偏角為90度。 這也說(shuō)明了為什么圓刀片刀具的強(qiáng)度大——切削負(fù)載是逐漸增大的。 粗加工和半粗加工應(yīng)該總將圓刀片銑刀，如CoroMill 200（見(jiàn)模