数控机床（chuáng）刀具选择指南

数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一（yī）般（bān）应包括通用刀具（jù）、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接（jiē）刀（dāo）具并装（zhuāng）在机床动力头上，囙此已逐渐标准化和系（xì）列化。数控刀具的分类有多种方法。

根（gēn）据刀具结构（gòu）可分为：

①整体式；

②镶嵌式，採用焊接或机夹式联（lián）接，机夹式又可分为不转位（wèi）和可转位两种；③特殊型式，如複合（hé）式刀具、减震式刀具（jù）等。

根据製造刀具所用（yòng）的（de）资料可分（fèn）为：

①高速（sù）钢刀具；

②硬质合金刀（dāo）具；

③金刚石刀具（jù）；

④其他（tā）资料刀具，如（rú）立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

从切（qiē）削工（gōng）艺（yì）上可（kě）分为：

①车削刀具（jù），分外圆、内孔、螺纹（wén）、切割刀具等多种；

②鑽削刀具，包（bāo）括鑽头、铰刀、丝锥等；

③镗削刀具；

④铣削刀具等。

为了适（shì）应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹（jiá）式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达（dá）到整个数控刀具的30～40，金属（shǔ）切除量占总数的80～90.

数（shù）控刀具与（yǔ）普通机床上所用的刀具相（xiàng）比，有许多不同（tóng）的要求，主要有以（yǐ）下特点：

①刚性好（尤其（qí）是粗加工（gōng）刀具）、精度（dù）高、抗振及热变形小；

②互换性（xìng）好（hǎo），便于快速换刀；

③寿命高（gāo），切（qiē）削效能稳定、可靠；

④刀具的尺寸便于调整，以减少（shǎo）换刀调整时间；

⑤刀具应能可靠地断屑或（huò）卷屑，以利于（yú）切屑的排除；

⑥系列化、标准（zhǔn）化，以利（lì）于程式设计（jì）和刀具管理。

刀具的选择是在数控程式设（shè）计的人机交互状态下进行的。应（yīng）根据机床的加工能力、工件资料的效能、加工工序、切削用量以及（jí）其它相（xiàng）关因素正确选用刀具及（jí）刀柄。

刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度（dù）和精度高。在满足加工要求的前提下，儘量选择较短的刀柄，以提高（gāo）刀具加工（gōng）的刚性。选取刀具时，要使刀（dāo）具的尺寸与被（bèi）加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平（píng）面零件周边轮廓的加工，常採用立铣刀；铣削平面时，应（yīng）选硬质合金（jīn）刀片铣（xǐ）刀；加工凸台（tái）、凹槽时，选高（gāo）速钢立铣刀；加工（gōng）毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶（xiāng）硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角（jiǎo）轮廓外形的加工，常（cháng）採用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣（xǐ）刀和盘形铣刀。

在进行自由曲面（模具）加（jiā）工时，由于球头（tóu）刀具的端部切削速度为零，囙此，为保证加工精度，切削行距一般採用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工（gōng）。而平头（tóu）刀具在表面加工质量和切削效率方（fāng）面都优于球（qiú）头刀，囙此，只要在保证不过切的前（qián）提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。

另外，刀具的耐（nài）用度和精度与刀（dāo）具（jù）价格关係极（jí）大，必须引起（qǐ）注意的是，在大多数情况下，选（xuǎn）择好的刀具虽然新增了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的（de）提高，则（zé）可以使整个加工成本大大降低。

在加工中心上（shàng），各种刀具分（fèn）别装在刀库上，按程式规定随时进行选刀和换刀动作。囙此必须採用标准刀柄，以便使鑽、镗（táng）、扩（kuò）、铣削等工序用的标准刀具迅速（sù）、准确地装到机床主轴或刀库上去。程式设计人员应瞭解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范（fàn）围，以便在程式设计时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心採用TSG工具系统，其刀柄有（yǒu）直柄（3种规格）和锥柄（4种规格（gé））2种，共包括16种不同用途的刀柄。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、量测和更换（huàn）多（duō）为人工手动进（jìn）行，佔（zhàn）用辅助时（shí）间较（jiào）长，囙此，必（bì）须合理安排（pái）刀具的排列（liè）顺序。一（yī）般应遵循以下原则：①儘量减少（shǎo）刀具（jù）数量；②一把刀具装夹后，应完（wán）成其所能进行的所（suǒ）有加工步骤（zhòu）；③粗精加工的刀具应分开（kāi）使用，即使是相（xiàng）同尺寸规格的刀具；④先铣后鑽；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓（kuò）精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

合理选择切削用量的原则是：粗（cū）加工时，一般以（yǐ）提高生产（chǎn）率为主，但也应考虑经济性和加工成（chéng）本；半精加工和（hé）精加工（gōng）时，应在保证（zhèng）加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量（liàng）手册，并结合经（jīng）验而定。

具（jù）体要考虑以下几个因素：

①切削深度t.在（zài）机床、工件和刀具刚度允（yǔn）许的情况下，t就等于加工馀量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加（jiā）工精度和表面粗糙度，一般应留一定的馀量进行精加工。数控机床的精加工馀量可略小于普通（tōng）机床。

②切削（xuē）宽度L.一般L与刀具（jù）直径d成（chéng）正比，与切削深度成反（fǎn）比。经济型数控机床的加（jiā）工过程

③切削速度v.提高v也是提高生产（chǎn）率的一个措施，但v与刀具耐用（yòng）度的关係比较密切。随著v的增大，刀具耐用（yòng）度急剧下降，故v的选择（zé）主要取决于刀具耐用（yòng）度。另外，切（qiē）削速度与加工资料也有很大关係（xì），例如（rú）用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可採用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝（lǚ）合（hé）金时，v可选200m/min以上。

④主轴转速n（r/min）。主（zhǔ）轴转速一般（bān）根据切削速度（dù）v来选定。计算公（gōng）式为：v=nd/1000.数控机床的控制台上一般（bān）备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对（duì）主轴转速进行整倍数调整。

⑤进给速度vF.vF应根据零件的加工（gōng）精度和表面粗糙度要求（qiú）以及（jí）刀具和工件资料来（lái）选（xuǎn）择。vF的新增也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求（qiú）低时，vF可选择得大些。在加（jiā）工过程中，vF也可通过机床控（kòng）制台上的修调开关进行人工调整（zhěng），但是*进给速度要受到设备刚度和（hé）进给系统性（xìng）能等的限制。