数控加工技术在工业和机械制造业中得到广泛应用后，数控铣削成为许多复杂零件的主要加工方法。通过数据编程与数控设备的结合，加工出精密的零件材料，提高了当前机械制造业的生产加工效率。但为了进一步适应当前市场的需求，提高更高质量的零件材料，分析和研究更高质量的数控程序，也是技术人员必须关注的课题。
因此在切削加工过程中，需要控制的变化因素不仅仅是材料零件的加工过程，还包括切削尺寸的改变。 立铣刀、刀具路径、切削用量等因素，都会影响材料加工的质量和效率。特别是目前一些复杂的机械材料，会有一些复杂的曲面零件，需要在数控加工设备中借助零件程序的辅助，选择合理的切削参数。这些都是保证加工质量的重要因素。
分析和优化切削参数的重要性
在机械工程发展史上，机械制造业中的切削数据库占有非常重要的地位。近年来，在我国工业体系发展过程中，国内已建立了基础技术切削数据库。通常初始切削数据设定都是通过大量的实践建立的，实验所需的条件一般是当前加工所需的基本条件。因此，在技术装备更新后，需要对以前的参数重新进行优化设计。因此，切削数据库一旦建立生成，更新起来就比较困难。一些以前的数据库要面临数据老化，无法使用。切削数据如果不能随着技术装备的更新而更新，就不能指导材料零件的生产加工，也会造成大量的资源浪费。
随着市场的发展，很多制造工厂内部的技术设备也在不断的创新和提升，如果相应的切削参数没有同步优化设定，就会影响后续材料生产加工的效率和质量。综合以上因素，优化机械设备的选择和切削参数的设定将是制造企业必须面对的问题，其重要作用和意义不言而喻。
首先，通过合理选择机械加工设备、优化切削参数，技术人员可以在更新设备技术的同时采用匹配的数据程序，保证生产加工的效率和质量不受影响。其次，在考虑切削参数的数据编程过程中，可以同步探索和优化数据模型和算法，使编程数据和切削加工之间的关系更加清晰。第三，优化数据模型和切削参数可以有效减少机床的切削时间，提高生产加工效率，同时也减少了加工材料的浪费。
总体来说，切削参数是需要随着技术装备的革新不断优化和改变的资源。现阶段，国内工业体系正面临产业升级阶段，还有很多切削参数优化问题需要解决。很多关键技术节点也需要技术人员不断探索和优化。只有通过长期的研究分析，才能逐步提高数据参数的有效性。
设备选型及切削参数研究现状
在金属复合材料加工中，切削加工成为现阶段最为可行的加工方法，在很多工厂中，利用切削加工的加工量已占到工作量的一半，绝大部分材料零件都是通过切削加工进行生产加工的，但当前切削加工的质量和效率仍然是需要优化解决的重要研究内容。
合理选择切削数据和设备可以提高效率。在一些传统的零件加工中，当涉及到批量生产时，需要进行工艺试验，制定具体的切削参数。对于单件零件产品，需要技术人员凭借自己的经验和操作进行试切。最终能否得到有效的成品，取决于技术人员的水平。在这些试验的过程中，必然会出现大量的不良品和废品，所以目前大量工厂都在研究如何优化使用UG、CAM等软件。
切削参数的合理确定会直接影响工厂的成本消耗、生产效率、质量、利润等，但切削参数的设定往往受到很多内外部因素的影响，如加工要求、材料性质、刀具选择与使用、机床精度与性能、技术人员的专业水平等，这些都会直接影响切削参数的设计和制定。因此在切削参数的优化设定过程中，需要技术人员建立数据模型对参数设定进行优化，主要涉及参数设定的三个方面，即设计变量、目标函数、约束条件等。目前，优化切削参数设定常用的方法有线性规划法、坐标旋转法、图解法等。
材料加工中设备选型及切削参数设置的优化
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如果要加工的金属材料中有凹陷的加工表面，则需要使用球 立铣刀 在精加工或半精加工时应选择合适的刀具，以保证获得良好的加工表面。如果是粗加工，可以选择平头立铣刀。如果加工表面是凸面，则在粗加工过程中需要使用圆鼻立铣刀。因为圆角铣刀的几何条件往往比平头立铣刀更合适。在精加工过程中，一些使用的刀具的半径应该小于加工零件的圆角半径，特别是在一些零件的拐角处。需要选择半径小于拐角半径的刀具来插补圆弧。这样可以保证一些直线插补过程不会出现过切问题而造成材料损坏。
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对于一些复杂的零件，会存在较多的面型，特别是在加工一些复杂的曲面零件时，一把刀具往往无法完成整个零件的加工过程，所以在选择刀具时，不管是精加工还是粗加工，都尽量选择直径较大的刀具。这是因为在加工过程中，刀具的半径越小，它所需要经过的加工路径就越长，降低了加工效率，而且半径较小的刀具磨损也会更大。
面铣刀的选择。面铣刀是应用最为广泛的一种刀具，其切削量也是所有刀具中最大的一类。它的主要优点是切削量大，因此加工效率较其他刀具高，而且加工材料零件的表面比较光滑，不会太粗糙，还具有耐高温的特点，所以常用于六面体和一些大面阶梯材料工件。如果用面铣刀加工一些毛坯模具或模具型腔沟槽时，应注意不要采用垂直切削、斜向进给、或螺旋进给的方式进行加工。这样的进给方式比较容易损坏机床主轴，导致机床内部设备的使用寿命缩短，所以一般要选择从工件外侧侧向进给的铣削方式。
粗铣刀。粗铣刀一般用于工件成型加工，主要优点是切削量大，切削深度大，切削时遇到的阻力小，多数情况下用于铣削台阶、插座等工件。
精铣刀。精铣刀一般用于精加工，经过该类刀具加工后，工件表面一般比较光滑平整，加工尺寸精度较高。当有些工件作为加工的最后一道工序即将成型时，使用此类刀具是为了最大限度的保持加工件的外观和合理的尺寸，所以精铣刀一般用于模芯、模架等工件的精加工。
舍弃式立铣刀。这种刀具一般用于高速高率加工，是轻切削中常用的加工方法，一般在数控加工中用这种刀具较多。刀具本身也分为粗、精两种，粗刀一般用于退刀，精刀用于工件底面的精加工。
切削用量的考虑。切削深度一般是指一次进给切削工件的表面层，多数情况下以毫米为深度单位。通常由于机床刚性和刀具强度的问题，在加工某些材质的零件时，还要根据刀具的品牌和材质零件的性质来考虑切削深度。在切削过程中，有些位置需要预留，大约为0.4mm~1.2mm。即使在精加工过程中，也会根据刀具的品牌和尺寸精度预留加工余量，大约为0.02mm~0.05mm。在精加工过程中，要注意修底不修边、修边不修底的加工原则。
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由于圆角铣刀的特点，在切削过程中，刀刃角度在与零件接触时可在90°范围内变化。在加工范围内可采用更连续的切削力变化，使加工过程更加灵活。这更有利于提高加工质量和保证刀具寿命的延长。而且，在粗加工时使用圆鼻铣刀时，切削条件会比使用球头铣刀时更好。
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以上已经说明了切削参数的设定对于材料零件加工，特别是加工质量和效率来说非常重要。例如在CAM软件中，需要控制的切削参数主要有主轴转速、刀具切削的深度和宽度等。
主轴转速的设定。在控制机床主轴转速时，一般采用切削速度进行计算设定，常用的计算公式为n=1000VC/πd，式中d表示刀具直径，vc表示切削速度。在加工过程中，刀具切削速度的选择往往与刀具的耐用度有关。在明确所用材料、刀具及加工结构后，切削速度将直接成为影响刀具耐用度的因素，不合适的切削速度将直接降低刀具的使用寿命。特别是在某些材料模具的精加工过程中，要避免加工中途更换刀具，否则会影响加工质量。
主轴转速中进给率的各种因素：T=0.3D，T表示Z轴每把刀的下降深度。P=0.7D，P表示每把刀的进给率。T以下=R2=0.2mm，R3以下=0.5mm，P=0.1D，所以最终转速F=S*FZ*Z，FZ表示每齿的切削量，Z表示刀齿数，F表示进给率。当然，不同的程序中公式可能不一样。有的公式表示为：F=nzf。这个公式中，n表示主轴转速，z表示铣刀齿数，f表示每齿进给率。每齿进给率的设定还要根据刀具的材料性质、质量、结构等来考虑，通常工件强度越高，每齿进给率越小，工艺人员需要根据实际加工需要来考虑参数的设定。
加工进给速度与刀具切入量。在进给速度的选择方面，这样的因素会直接影响到加工后零件的表面光洁度和精度。常用的参数设计公式为f=nzf，式中，n表示主轴转速，z表示铣刀齿数，f表示每齿进给量。影响每齿进给量的因素很多，主要考虑刀具材料、铣刀结构以及加工过程中的力学性能等。如果材料工件本身的强度比较可靠，则所需的每齿进给量会小一些。对于一些合金铣刀，其硬度可靠性要高于传统的钢铣刀。如果材料加工中对精度和表面加工精度的要求较高，则进给速率的设定要注重适当减小。
切削用量及步距的设定。一些曲面零件材料采用CNC加工时，由于不同零件表面的曲率、半径不同，加工起来十分复杂繁琐，因此需要与平面铣削加工方法区别开来。例如，在加工一些毛坯材料的过程中，尽量采用分层切削的方法，其中每层采用圆弧切削，或者层与层之间采用螺旋切削的方法。夹角应小于15°，切削深度需要控制在材料总长度的10%以内，每层材料的步距需要根据模具的大小来设定，通常控制在刀具直径的70%左右。
选择较小的切削用量和较快的进给速度，以保证材料工件的质量。对于一些复杂的材料模型，选择合适的刀具分别进行加工，以保证加工效率。切削用量的大小还会受到工件、机床、刀具的影响。因此，在实际加工时选择时，需要考虑这些刀具要尽量满足加工工艺和刚性的需要。
加工时应选择最大切削用量，以保证加工效率和质量。另外，为保证加工精度和零件表面粗糙度满足加工要求，还需保证一定的加工余量。在一些粗加工工序中，余量的去除通常采用分层切削的方式，然后通过CAM编程进行设计。这就要求技术人员根据情况考虑刀具的具体切削深度和最大步距宽度。这些数据的设置将直接影响工件的成形形状。
在精加工过程中，需要选择合适的切削深度，而切削深度的设定通常需要考虑零件的表面粗糙度。在使用CAM编程时，一般程序提供两类参数来控制表面粗糙度，主要是残余高度和台阶宽度。编程时，控制台阶宽度会进一步影响加工零件的表面粗糙度。通常，台阶宽度越小，最终成型零件的表面粗糙度就越小。但由于设置问题，加工效率会降低，进一步延长加工时间。
因此在实际加工中，也需要考虑加工要求，尽量不要将步距设置得太小。在实际加工过程中，可以调整为半精加工方式，也可以采用精加工方式，调整刀具路径，以改善加工零件的表面状态。如果采用残余高度来控制零件加工表面的粗糙度，布局宽度会根据工件的形状自动调整。
切削速度的考虑。切削速度一般是指主轴刀具旋转时的线速度。切削速度的设定会受到刀具本身的质量以及材料零件的性质、耐用度、加工条件和冷却条件的影响。一般高速钢的切削速度设定在20m/min~130m/min，硬质合金的切削速度一般设定在20m/min~160m/min，钨钢的切削速度一般控制在30m/min~150m/min。根据材料性质的不同，切削速度也会根据实际情况作适当调整。
进给速度控制。一般指刀具在一分钟内沿进给方向移动的距离，影响进给速度的因素主要有刀具强度、机床性能、加工精度控制、零件表面光洁度等。这些因素叠加也会直接影响进给速度的控制。通常加工机床的进给速度控制在30mm/min~1400mm/min，部分高速高性能加工机床可达150mm/min~2000mm/min。
一般而言，在零件材料加工过程中，影响切削参数的因素主要有刀具、机床性能、工件环境等，每个因素都会对切削参数产生不同程度的影响。本文总结了一些影响切削参数的因素，分析了刀具、工件材料等因素，明确了它们对切削参数的具体影响。未来机械加工仍将朝着高精度、高效率的方向发展，在不断优化技术装备的同时，也要注重切削数据模型的建立和运用，促进材料零件加工质量和效率的提高。
