作為一名CNC編程工程師，首先需要對刀具和數(shù)控機床的使用非常熟悉，否則一切將是紙上談兵。編程前，首先要對模型進行分析，如模具的加工需要使用哪些設(shè)備，哪些部位數(shù)控加工不到而需要拆銅公，應(yīng)使用多大的刀進行開粗，多大的刀進行精加工（精光），刀具是否足夠長或剛度是否達到要求等。
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刀具的認識與選擇

1. 刀具的認識

數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要連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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種。
(3)特殊型式，如復合式刀具、減振式刀具等。

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。

為了適應(yīng)數(shù)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等要求，近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)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%。
數(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：

(1) 剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形小
(2)互換性好，便于快速換刀            
(3)壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠
(4) 刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間
(5) 刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除
(6)系列化、標準化，以利于編程和刀具管理

數(shù)控銑刀從形狀上主要分為平底刀（端銑刀）、圓鼻刀和球刀，如下圖所示。

數(shù)控銑刀

從刀具材料和使用性能上主要分為白鋼刀、飛刀和合金刀。在工廠實際加工中，最常用的刀具有D63R6、D50R5、D35R5、D32R5、D30R5、D25R5、D20R0.8、D17R0.8、D13R0.8、D12、D10、D8、D6、R5、R4、R3、R2.5、R2、R1.5、R1和R0.5等。

(1)平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺點是刀尖容易磨損，影響加工精度。

(2)圓鼻刀：主要用于模胚的粗加工、平面精加工和側(cè)面精加工，特別適用于材料硬度高的模具加工，開粗時優(yōu)先選擇圓鼻刀。

(3)球刀：主要用于非平面的半精加工和精加工。

點評：
白鋼刀刀條是銀白色的，主要用于直壁的加工，其加工特點是轉(zhuǎn)速慢，進給小，但價格便宜；飛刀主要是鑲刀粒的鑲拼式刀具，刀具剛性好，在數(shù)控加工中使用非常廣泛，主要用于模胚的開粗、2D輪廓的半精加工和精加工；合金刀價格昂貴，但加工的效果要比白鋼刀和飛刀好，目前其最大的型號是D12。

2. 刀具的選擇

在數(shù)控加工中，刀具的選擇直接關(guān)系到加工精度的高低、加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣和加工效率的高低。選擇合適的刀具并設(shè)置合理的切削參數(shù)，將可以使數(shù)控加工以最低的成本和最短的時間達到最佳的加工質(zhì)量。總之，刀具選擇的總原則是：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。

選擇刀具時，要使刀具的尺寸與模胚的加工尺寸相適應(yīng)。如模胚的尺寸是80×80，則應(yīng)該選擇D25R5或D16R0.8等刀具進行開粗；如模胚的尺寸大于100×100，則應(yīng)該選擇D30R5、D32R5或D35R5的飛刀進行開粗；如模胚的尺寸大于300×300，則應(yīng)該選擇直徑大于D35R5的飛刀進行開粗，如D50R5或D63R6等。另外，刀具的選擇還要考慮機床的功率，如功率小的數(shù)控銑床或加工中心，則不能裝大于D50R5的刀具。

在實際加工中，常選擇立銑刀加工平面零件輪廓的周邊，選擇高速鋼立銑刀（白鋼刀）加工如直的凸臺、凹槽，選擇鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀加工毛坯的表面，選擇球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀加工一些立體型面和變斜角輪廓外形。

除了刀具的選擇外，刀具的參數(shù)設(shè)置同樣非常重要。

白鋼刀的參數(shù)設(shè)置

點評：
(1)刀具直徑越大，轉(zhuǎn)速越慢；同一類型的刀具，刀桿越長，吃刀量就要減小，否則容易彈刀而產(chǎn)生過切。

(2)白鋼刀轉(zhuǎn)速不可過快，進給速度不可過大，光平面時進給率為700mm/min最適宜。

(3)白鋼刀容易磨損，開粗時少用白鋼刀。

飛刀參數(shù)設(shè)置

點評：
(1)以上的飛刀參數(shù)只能作為參考，因為不同的飛刀材料其參數(shù)值也不相同，不同的刀具廠生產(chǎn)的飛刀其長度也略有不同。另外，刀具的參數(shù)值也因數(shù)控銑床或加工中心的性能和加工材料的不同而不同，所以刀具的參數(shù)一定要根據(jù)工廠的實際情況而設(shè)定。

(2)飛刀的剛性好，吃刀量大，最適合模胚的開粗。另外，飛刀光陡峭面的質(zhì)量也非常好。

(3)飛刀主要是鑲刀粒的，沒有側(cè)刃，如下圖所示。

飛刀

合金刀參數(shù)設(shè)置
點評：

(1)合金刀剛性好，不易產(chǎn)生彈刀，用于精加工模具的效果最好。

(2)合金刀和白鋼刀一樣有側(cè)刃，精銑銅公直壁時往往使用其側(cè)刃。

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數(shù)據(jù)設(shè)備的認識與使用

模具加工中，常用的數(shù)控設(shè)備有數(shù)控銑床、加工中心（數(shù)控銑床和加工中心統(tǒng)稱為電腦鑼）、火花機和線切割機等。

電腦鑼主要由機身、工作臺、主軸、面板和夾具等組成。加工中心與數(shù)控銑床的最大區(qū)別就是加工中心具有自動換刀裝置，能極大地提高加工效率。在電腦鑼上裝上刀具，對好刀后就可啟動機床切削工件了。電腦鑼工作時，主軸轉(zhuǎn)動，工件臺帶動裝夾在工作臺上的工作沿X軸、Y軸、Z軸或非平面運動。

但并非所有的模具都能由電腦鑼直接完全加工出來，有時還需要火花機或線切割機。如下圖所示的模具。由于某些部位用電腦鑼無法加工出來，故需要使用火花機進行加工。

需要電火花的模具

如下圖所示的模具，為了提高生產(chǎn)效率，也需要使用線切割機進行加工。

需要線切割的模具

點評：
很多數(shù)控編程初學者認為無須了解火花機或線切割機，這種想法是非常錯誤的。因為只有非常清楚地了解火花機和線切割機的加工工藝知識，才能編寫出合理刀路，提高生產(chǎn)效率和減少錯誤。

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模具結(jié)構(gòu)的認識

編程者必須對模具結(jié)構(gòu)有一定的認識，如模具中的前模（型腔）、后模（型芯）、行位（滑塊）、斜頂、枕位、碰穿面、擦穿面和流道等。一般情況下前模的加工要求比后模的加工要求高，所以前模面必須加工得非常準確和光亮，該清的角一定要清；但后模的加工就有所不同，有時有些角不一定需要清得很干凈，表面也不需要很光亮。另外，模具中一些特殊部位的加工工藝要求不相同，如模具中的角位需要留0.02mm的余量待打磨師傅打磨；前模中的碰穿面、擦穿面需要留0.05mm的余量用于試模。

如下圖所示列出了模具中的一些常見結(jié)構(gòu)。