【正文】 障。(b)穿孔紙帶信息不能輸入，其原因有：①操作面板上鑰匙開關在關的位置，從而造成紙帶程序不能輸入；②如果0384號板上的數(shù)據(jù)保護開關不在釋放位置時，不能輸入數(shù)據(jù)紙帶；③如果不能輸入L80～L99和L900～L999號子程序，則多是由于PLC與NC接口信號Q64?3為“1”(循環(huán)禁止)引起的。(c)停止位錯誤。①波特率設定錯誤；②閱讀機有故障；③機床數(shù)據(jù)錯誤。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)控機床的加工效率，而且直接影響加工質量。CAD/CAM技術的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設計數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機與數(shù)控機床的聯(lián)接，使得設計、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。　　現(xiàn)在，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關問題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設定等，編程人員只要設置了有關的參數(shù)，就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)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(shù)控加工的特點。本文對數(shù)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探討，給出了若干原則和建議，并對應該注意的問題進行了討論。一、數(shù)控加工常用刀具的種類及特點　　數(shù)控加工刀具必須適應數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)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(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結構可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；③特殊型式，如復合式刀具，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。為了適應數(shù)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用，在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%?！　?shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點：　　⑴剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及熱變形??；　　⑵互換性好，便于快速換刀；　?、菈勖?，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)整時間；　?、傻毒邞芸煽康財嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦?；　?、氏盗谢?，標準化，以利于編程和刀具管理?！　《?、數(shù)控加工刀具的選擇　　刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。應根據(jù)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(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，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。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，應選硬質合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀；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(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀?！　≡谶M行自由曲面加工時，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量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大，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，但由此帶來的加工質量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低?！　≡诩庸ぶ行纳?，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具，迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用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?！　≡诮?jīng)濟型數(shù)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：①盡量減少刀具數(shù)量；②一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能，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，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結合經(jīng)驗而定?！　、徘邢魃疃萾。在機床、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)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床?！　、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)率的一個措施，但v與刀具耐用度的關系比較密切。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系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，v可選200m/min以上?！　、戎鬏S轉速n(r/min)。主軸轉速一般根據(jù)切削速度v來選定。計算公式為：　　式中，d為刀具或工件直徑（mm）?！　?shù)控機床的控制面板上一般備有主軸轉速修調(diào)（倍率）開關，可在加工過程中對主軸轉速進行整倍數(shù)調(diào)整?！　、蛇M給速度vF 。vF應根據(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，vF可選擇得大些。在加工過程中，vF也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制?！　‰S著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機交互狀態(tài)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，從而保證零件的加工質量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。1) 選擇模具鋼時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型中選擇。 A) 熱加工工具鋼，它能承受模鑄、鍛造和擠壓時的相對高的溫度。 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。 塑料一些塑料會產(chǎn)生腐蝕性副產(chǎn)品，例如PVC塑料。長時間的停工引起的冷凝、腐蝕性氣體、酸、冷卻/加熱、水或儲存條件等因素也會產(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硬鋼。 整體淬硬鋼常常用于小尺寸模具。 模具使用次數(shù) － 長期使用（ 1 000 000次）的模具應使用高硬度鋼，其硬度為48－65 HRC。 中等長時間使用（100 000到1 000 000次）的模具應使用預硬鋼，其硬度為30－45 HRC。 短時間使用（100 000次）的模具應使用軟鋼，其硬度為160－250 HB。 表面粗糙度 － 許多塑料模具制造商對好的表面粗糙度感興趣。 當添加硫改善金屬切削性能時，表面質量會因此下降。 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？ 鋼的化學成分很重要。 鋼的合金成分越高，就越難加工。 當碳含量增加時，金屬切削性能就下降。 鋼的結構對金屬切削性能也非常重要。 不同的結構包括： 鍛造的、鑄造的、擠壓的、軋制的和已切削加工過的。 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； 而對于硬度為6570 HRC的材料，則必須使用硬質合金、陶瓷、金屬陶瓷和立方氮化硼（CBN）。 非金屬參雜一般對刀具壽命有不良影響。 例如Al2O3 （氧化鋁），它是純陶瓷，有很強的磨蝕性。 最后一個是殘余應力，它能引起金屬切削性能問題。 常常推薦在粗加工后進行應力釋放工序。3) 模具制造的生產(chǎn)成本由哪些部分組成？粗略地說，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模具的經(jīng)濟生產(chǎn)的重要性。4) 鑄鐵的切削特性是什么？一般來說，它是： 鑄鐵的硬度和強度越高，金屬切削性能越低，從刀片和刀具可預期的壽命越低。 用于金屬切削生產(chǎn)的鑄鐵其大部分類型的金屬切削性能一般都很好。 金屬切削性能與結構有關，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，而球墨鑄鐵相當不好。 加工鑄鐵時遇到的主要磨損類型為： 磨蝕、粘結和擴散磨損。 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克服。 在另一方面，擴散磨損與溫度有關，在高切削速度時產(chǎn)生，特別是使用高強度鑄鐵牌號時。 這些牌號有很高的抗變型能力，導致了高溫。 這種磨損與鑄鐵和刀具之間的作用有關，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量。 一般對加工鑄鐵所要求的典型刀具屬性為： 高熱硬度和化學穩(wěn)定性，但也與工序、工件和切削條件有關；要求切削刃有韌性、耐熱疲勞磨損和刃口強度。 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早斷裂、工件破損、表面質量差、過大的波紋度等。 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？切削過程至少應分為3個工序類型： 粗加工、半精加工和精加工，有時甚至還有超精加工（大部分是高速切削應用）。 殘余量銑削當然是在半精加工工序后為精加工而準備的。 在每一個工序中都應努力做到為下一個工序留下均勻分布的余量，這一點非常重要。 如果刀具路徑的方向和工作負載很少有快速的變化，刀具的壽命就可能延長，并更加可預測。 如果可能，就應在專用機床上進行精加工工序。 這會在更短的調(diào)試和裝配時間內(nèi)提高模具的幾何精度和質量。6) 在這些不同的工序中應主要使用何種刀具？ 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。 通過選擇專門的刀具尺寸、槽形和牌號組合，以及切削參數(shù)和合適的銑削策略，來優(yōu)化切削工藝，這非常重要。 關于可使用的高生產(chǎn)率刀具，見模具制造用樣本C1102:17) 在切削工藝中有沒有一個最重要的因素？ 切削過程中一個最重要的目標是在每一個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，必須使用不同直徑的刀具（從大到?。?，特別是在粗加工和半精加工工序中。 任何時候主要的標準應是在每個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)率和安全的切削過程。 當ap/ae（軸向切削深度/徑向切削深度）不變時，切削速度和進給率也可恒定地保持在較高水平上。 這樣，切削刃上的機械作用和工作負載變化就小，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，就可進行無人加工或部分無人加工。 恒定的材料加工余量也是高速切削應用的基本標準。 恒定的加工余量的另一個有利的效應是對機床——導軌、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行型腔的粗銑削，在半精加工中就要去除大量的臺階狀切削余量。 這將使切削力發(fā)生變化，使刀具彎曲。 其結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。 如果使用刀尖強度較弱的方肩銑刀（帶三角形刀片），就會產(chǎn)生不可預測的切削效應。 三角形或菱形刀片還會產(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方向上進行銑削，如果使用它，在相鄰刀路之間過渡較平滑，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，當沿帶外圓的直壁仿形切削時，主偏角為90度。 這也說明了為什么圓刀片刀具的強度大——切削負載是逐漸增大的。 粗加工和半粗加工應該總將圓刀片銑刀，如CoroMill 200（見模