数控加工中刀具的选择分析

窦庆华

摘 要：最近几年，飞速前进的数控设备生产技术措施推动了数控刀具构造根基科学研究以及新商品的研究开发。全球各个大厂家制造的数控机床使用刀具类型、标准众多，数量繁杂，时常让人扑朔迷离，掌握不到要点。现在把相关数控刀具的科学技术普及学识以及最近几年数控刀具物料、构造、运用等范畴核心简单的讲述一下，方便使用优异刀具措施为生产服务。

关键词：数控刀具分类；特点；选择

1 数控刀具的分类

数控使用刀具能够划分为一般刀具以及模块化刀具两种。模块化刀具不断前进。开展模块化刀具的重要优势是降低换刀时停滞的时间，提升制造时间；增快换刀和装置时间，提升少量制造的经济利润；提升刀具的规范化以及科学化水平；提升刀具的管制和柔性生产的程度；增加刀具的运用效率，充分施展刀具功能；有用的消除刀具度量作业的停止状况，能够使用线外预先调节。实际上，因为模块刀具的前进，数控刀具已经发展了三大体系：车削、钻削以及镗铣刀具体系。

1.1 从构造上能够划分为以下几种

1.1.1 整体样式。

1.1.2 镶嵌样式，能够划分为连接样式以及机夹样式。机夹样式按照刀体构造不一样，能够划分为能够转位以及不能转位。

1.1.3 减震样式，如果刀具的作业臂长和直径比例过大时，为了降低刀具的震动，提升制造精准性，普遍使用这种刀具。

1.2 从生产所使用的物料上划分

1.2.1 高速钢所制刀具。高速钢一般使用型坯物料，韧性和硬质合金相比较好，在硬度、红硬性以及耐磨上不如硬质合金，如果生产硬度高的物料不能使用这种，也不能在快速切削中使用。在运用前先由制造商自己刃磨并且比较便利，适合全部特别需求的不规范刀具。

1.2.2 硬质合金所制刀具。这种刀具切削功能好，在数控车削中普遍运用。其刀具是一系列具有规范型号的商品，详细措施系数以及切削能力由制造刀具的厂商供应。

1.3 从切削工序上可分为

车削刀具分外圆、内孔、外螺纹、内螺纹、切槽、切端面、切端面环槽、切断等。

数控机床大多运用规范的机夹能够转动的道具。机夹能够转动道具的刀片以及刀体都有规范，制造刀片使用高速钢、硬质合金以及涂层硬质合金制作。数控机床机夹能够转动道具种类有外圆、内圆、外螺纹、内螺纹、切断、孔加工道具。机夹能够转动道具稳固不重磨刀片情况大多使用螺丝、螺丝压板、楔块以及杠销等构造。数控机床运用的刀具从其切削样式能够划分为三种：中心孔类、端面切削、圆表面切削刀具。

2 数控加工刀具的特点

数控机床使用的刀具和一般机床使用的没有什么本质上的差距，为了能够适应高效率、多功能、快速换刀、实惠的宗旨，数控机床和一般机床使用的道具对比，数控使用的刀具要能够符合装置调节便利、刚性强、准确度高、耐磨等需求，必须要拥有下面的特征。

2.1 刀片或刀具的耐用度及经济寿命指标的合理性

现在制造上一般使用刀具是看其耐用程度来评价刀具优劣。刀具越耐用，就代表此刀具性质越好。不过切削同一类工件时，因为运用的刀具制造材料和元件材料质量不会全部都一样，还有刃磨品质等不能够全部严格操纵的要素，因此即使在一样的环境下，刀具耐用性质依旧是有差距的。所以在数控上，不仅要提供出刀具耐用程度的均衡数值，还要提供出刀具耐用度Tp。这是在选用刀具重要的系数。一般制定可靠度P值要在零点九及以上，就是百分之九时刀具切削时间是T零点九。探索证实，在耐用性的随变量在正态状况的过程中，假如耐用性的均衡值T当做规范，刀具可靠性只有百分之五十。

2.2 刀具或刀片便于切削控制

刀具一定可以可靠的卷亦或者断屑就是切削操纵。数控车床的全部装备上，装备着很多刀具，工作量大，产生的切屑多，所以，在切削造型金属工件时，一定操纵切屑不会纠缠到刀具、零件和技术设备上，操纵切屑不会乱飞，确保工人安全，对工件的位置确定以及运送、切削液喷注都没有布朗作用，不会损坏已经制造好的零件，方便打扫切屑，所以，使用断屑块抑或卷屑槽，抑或使用间隙切削抑或震动切削手段提升断屑结果。

2.3 刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化

刀具应具有较高的精度，包括刀具的形状精度、刀片及刀柄对机床主轴的相对位置精度、刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度。刀具切削部分的几何尺寸变化要小，刀体刀杆和刀片反复装卸也应能保持精度稳定。

2.4 刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化

刀片及刀柄高度的通用化、规格化、系列化，使刀具应能快速或自动更换，并需有控制和调整尺寸的功能或具有刀具磨损的自动补偿装置，以减少换刀调整的停机时间。

3 数控刀具的选择

刀具的选择是数控生产技术中的关键内容之一，对数控机床的生产功效有着作用，并且对工件的生产品质也有直接作用。刀具的选取是在数控软件的人机交互情况下开展的，要按照机床的制造性能、工件物料的性质、生产顺序、切削量还有一些别的有关要素准确选择刀具和刀柄。

因为数控车床的主轴转动速度和范畴在很大程度上比一般机床高，并且主轴输出效率大，所以和以往生产方式对比，对数控生产刀具的需求就更高了，包含精准性高、强度强、刚性优、耐用性高，并且需要大小安稳，装置调节便利。这就需要刀具的构造科学，几何系数规范化、整体化。数控刀具是提升生产功效的重要基础之一，是由需要生产的工件体型、物料性质、夹具还有机床决定的刀具类型。要思考下面几个部分：

（1）根据零件材料的切削性能选择刀具。综合考虑金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。

（2）根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具，半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具，粗加工阶段所用刀具的精度最低，而精加工阶段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工选择相同的刀具，建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具，因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损，涂层磨损修光，继续使用会影响精加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。

（3）根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具；选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。

（4）根据工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标选择刀具。

正前角刀片：对于内轮廓加工，小型机床加工，工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应优先选择正型刀片。负前角刀片：对于外圆加工，金属切除率高和加工条件较差时应优先选择负型刀片。一般外圆车削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工常用55°、35°菱形和圆形刀片；在考虑到刀具能承受的切削用量前提下综合机床刚性、功率等条件，加工大余量、粗加工应选择刀尖角较大的刀片，反之选择刀尖角较小的刀片。

恰当适宜的选用数控刀具对数控制造功效、生产品质以及生产费用有很大的作用，所以要高度关注数控刀具的准确选用以及科学运用，让它能够提供更加优秀的制造服务，充分施展数控制造的优势。

参考文献

[1]邓建新，赵军.数控刀具材料选用手册[Z].

[2]徐宏海.数控机床刀具及其应用[Z].

[3]袁锋.数控车床培训教程[Z].