为数（shù）控车床、CNC加工正确选择（zé）刀具

在编（biān）制程序时，正确地选择数控刀具是很重要（yào）的。对数控刀具（jù）总的要求（qiú）是安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好，在此基础上综合考虑工件材料的切削性能，机床的加工能（néng）力，数控加工工序的类型，切削用量以及与机床（chuáng）和数控装置工作范围有关的诸多因素。

1.影响数控刀具选择（zé）的因素

在选择刀具的类型（xíng）和规格时，主要考虑以下因素的影响：

生产性质：在这里生产性质指的是零件的批量大小，主要从加（jiā）工成本上考虑对刀具选择的影响。例（lì）如在大量（liàng）生产时采用特殊刀具，可能是合算的，而在单（dān）件或（huò）小批量生产时（shí），选择标准刀具更适合一些。

机床类型：完成该工序所用的数控机床对选择的刀具类型（钻（zuàn）、车刀或铣刀）的影响。在能够（gòu）保证工件系统（tǒng）和刀具系（xì）统刚性好的条件下，允许采用高生产率的刀（dāo）具，  例如（rú）高速切削（xuē）车刀和大进给量车刀。

数控加工方案：不同的数控加工方案可以采（cǎi）用不同类（lèi）型的刀（dāo）具。例如（rú）孔的加工可以用钻及扩孔钻，也可用钻和镗刀来进行（háng）加工。

工件的尺寸及外形：工件的尺寸及外形也影响刀具类型（xíng）和规格的选（xuǎn）择，例如特型表（biǎo）面要（yào）采用特殊（shū）的（de）刀具来加工。

加工表面粗糙度：加工表面（miàn）粗糙度影响刀具的结构（gòu）形状和切削用量（liàng），例如毛坯粗铣加工时，可采用粗齿铣刀，精铣时最好用细齿铣刀。

加工精度：加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状，例如孔的最后加（jiā）工依据孔的精度可用钻（zuàn）、扩孔钻、铰（jiǎo）刀或镗刀来加工。

工件材料：工件材料（liào）将决定（dìng）刀（dāo）具材料和切削部分（fèn）几何参数的选择，刀具材料与工件的加工精度、材料硬度等有关。

2.数控刀具的（de）性能要求

由于数控机床具（jù）有加工精度高、加工效率高（gāo）、加工工序集（jí）中和零件装夹次数少的特点（diǎn），对所使用的（de）数控刀具（jù）提出了更高的要求。

从刀具（jù）性能上讲，数控刀具应高于普通机床所使用的（de）刀具。

选择数控刀具时，首先要应优先选用标（biāo）准刀具，必要时才可选用各种高效率的复合刀具（jù）及特殊的专用刀具。在选择标准（zhǔn）数控（kòng）刀具时，应结合实际情况，尽可能选用各种先进刀具，如可转位刀具、整体硬质合（hé）金刀具、陶瓷刀（dāo）具等。

在选（xuǎn）择数控（kòng）机（jī）床加工刀具时，还应考虑以（yǐ）下几方面的问题：

（1）数控刀具的类（lèi）型、规格和精度等级（jí）应能够满足加工要求，刀具材料应与工件材（cái）料相适应。

（2）切削性能（néng）好。为适应刀具（jù）在粗加工或对难（nán）加（jiā）工材料的工件加工时能采用大（dà）的背吃刀（dāo）量和高进给量，刀具应具有能（néng）够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀（dāo）具在切（qiē）削性能和刀具寿命方面一定要稳定（dìng），以（yǐ）便实现按刀具（jù）使用寿命换刀或由数控系统（tǒng）对刀具（jù）寿命进行管理。

（3）精度高。为适应数控加工的高精度和自（zì）动换刀等要（yào）求，刀具必须具有较高的精度，如有的整体式（shì）立铣（xǐ）刀（dāo）的径向尺寸精度高达0.005mm。

（4）可靠性高。要保证数控加工中不会发生刀具意外损（sǔn）伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。

（5）耐用度高。数控加工的刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有比普通机床加工（gōng）所（suǒ）用（yòng）刀具（jù）更高的耐用度，以尽量减少更换或修（xiū）磨刀具及对刀的次数，从而提高数控机床的加工效率和保证加工质量。

（6）断（duàn）屑及排屑性能好。数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样能及时由人工处理（lǐ），切屑易缠绕在刀具和工件上，会损坏刀具和（hé）划伤工件已加工表面，甚（shèn）至会发生伤人和设备事故（gù），影（yǐng）响加（jiā）工质量和机床的安全运行（háng），所以要求（qiú）刀具具（jù）有较好的（de）断屑（xiè）和排屑性能。

3.刀具（jù）的选择方法

刀具的选择是数控加工工艺中的（de）重要内容（róng）之一（yī），不仅（jǐn）影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。由于数（shù）控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加（jiā）工方法相比，对数控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装调整方（fāng）便。这就要求（qiú）刀具的结构合理、几何参数标准化、系（xì）列化。数控刀具是提（tí）高加工效（xiào）率的先决条件之一，它的选（xuǎn）用（yòng）取决于（yú）被加工零件的几何形状（zhuàng）、材料状态、夹具和机（jī）床选用刀具（jù）的刚性。应考虑以下方面（miàn）：

（1）根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件（jiàn），建议选择耐磨性较好的可转位（wèi）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（jiā）工、精（jīng）加工阶段以保证零件的（de）加工精度和产品质量为主（zhǔ），应选择耐用度高、精度较高的刀具，粗加工（gōng）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（gōng）淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻（qīng）微（wēi）磨损（sǔn），涂层磨损修光，继续使用会影（yǐng）响精加工的（de）加（jiā）工（gōng）质量（liàng），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（de）情况下应选用大直径、长径比值小的刀具；切削薄壁、超薄（báo）壁零件的过中（zhōng）心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位的切（qiē）削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一（yī）些的立铣（xǐ）刀，齿数也不要超过4齿。

选取刀具时，要使（shǐ）刀具的尺寸与被加工（gōng）工件（jiàn）的表面尺寸相适应（yīng）。生（shēng）产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台（tái）、凹槽时，选高速钢（gāng）立铣刀；加工毛（máo）坯表面（miàn）或粗加工孔时，可选（xuǎn）取（qǔ）镶硬质合金刀片的玉米铣刀（dāo）；对一些（xiē）立体型（xíng）面和变斜（xié）角轮廓外形的加工，常（cháng）采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般很小，故（gù）球（qiú）头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在表面加（jiā）工（gōng）质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀，因此，在确保零件加工不过切的前提下，粗（cū）加工和（hé）半精加工曲面（miàn）时，尽量选择端（duān）铣刀。另外，刀具的耐（nài）用度和（hé）精度与刀具价格（gé）关系极（jí）大，必须引起注意（yì）的是，在大多数情况下，选择（zé）好的刀具虽然增加了刀具成（chéng）本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加（jiā）工成本大大降低。

在加工中心上，所有刀（dāo）具全都预先装在（zài）刀（dāo）库里（lǐ），通过数控程（chéng）序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄，以便（biàn）数控加工用（yòng）刀具能够（gòu）迅速、准确地安装到机床主轴（zhóu）上或返回刀（dāo）库。编程人员（yuán）应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方（fāng）面的内容，以保证（zhèng）在编（biān）程时确（què）定刀具的径（jìng）向和轴（zhóu）向尺（chǐ）寸，合理安排刀具（jù）的排列顺序。