浅谈数控加工中刀具的特点及选用

颜夕秋 穆键

摘 要：刀具在数控加工中的地位非常重要，必不可少。现在机械制造业中的零件基本上都是通过数控加工制造而成的，而数控刀具的性能与质量直接影响数控机床的加工效率及质量，同时合适的数控机床加工刀具还能有效地降低生产过程中的误差，增加车床使用寿命。本文简要分析了数控车床加工刀具的特点，并就如何选择数控车床上的刀具作出较为系统的介绍。

关键词：数控加工；刀具；特点；选用

引言

在数控机床加工中，数控加工工艺的重要内容是数控刀具的选择和切削用量的确定，数控机床使用的刀具必须具有较高硬度和高耐磨性、足够的强度与韧性以及高的耐热性，还需要较好的工艺性与经济性，因为它不但会对数控机床的加工效率产生影响，还会直接影响加工质量。

1.数控加工刀具的特点

1.1车刀的种类和用途

按不同的用途可将车刀分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、成型刀和螺纹刀等（见图1）。

1.2车刀切削部分的材料

在车削过程中，车道的切削部分是在较大的切削抗力、较高的切削温度和剧烈的摩擦条件下进行工作的。车刀寿命的长短和切削效率的高低首先决定于车道切削部分的材料是否具备优良的切削性能。常用刀具材料如下：①高速钢刀具。②硬质合金刀具。③陶瓷刀具。④涂层刀具。

1.3车刀的几何形状

车刀由刀柄和刀体组成。刀柄是刀具的加持部分；刀体是车刀的切削部分，它又由“三面两刃一尖”一般的刀具（即前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖）组成，具体结构如图2所示。

前刀面是切屑流经过的表面。

主后刀面是与工件切削表面相对的表面。

副后刀面是与工件已加工表面相对的表面。

主切削刃是前刀面与主后刀面的交线，担负主要的切削工作。

副切削刃是前刀面与副后刀面的交线，担负少量的切削工作，起一定的修光作用。

2.数控刀具的选择

刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。

因为数控机床与普通机床相比，其主轴转速及范围比较高，并且主轴输出功率较大，所以对数控加工刀具的提出了更高的要求，与传统加工方法相比，要求精度高、刚性好、强度大、耐用度高，而且要求安装调整方便，尺寸稳定。这就要求刀具的几何参数标准化、系列化，结构合理。

刀具的几何参数除具有几何角度外，还包括前刀面形式和切削刃形状等。刀具切削部分的主要角度如图3所示。

（1）前角和前刀面形状的选择。前角的选择应考虑“锐中求固”的原则。工件材料的强度、硬度较低时，选用较大前角；反之，选用较小的前角。车削脆性材料时，为了避免崩刀一般应选用较小的前角，但不宜选用负前角。

（2）后角的选择。粗加工时以确保刀具强度为主，应取较小的后角（4°～6°）；精加工时以保证加工表面质量为主，一般取8°～12°。工件材料硬度高、强度大或者加工脆性材料时取较小后角，反之后角可取大点。

（3）主偏角的选择。加工高硬度的材料宜取较小的主偏角；工艺系统刚性较好时，减小主偏角可提高刀具寿命；刚性不足时，应取较大的主偏角，以减小径向阻力，减少振动。

（4）负偏角的选择。负偏角的合理数值首先应满足加工表面质量要求，在考虑刀尖强度和散热体积。一般刀具的负偏角在不引起振动的情况下可选取较小的数值。

（5）过渡刃的选择。刀尖处磨有过渡刃后，则能显著地改善刀尖的切削性能，提高刀具寿命。

4.结束语

数控机床在生产实际中的应用越来越广泛，已经形成了量化生产线，数控加工刀具的选择已经成为数控加工中的关键问题之一。所以，操作人员必须熟悉刀具的选择方法，充分发挥数控机床的优点，从而保证零件的加工质量和加工效率，提高企业的经济效益和生产水平。

参考文献：

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