數控加工中刀具的選擇分析

竇慶華

摘 要：最近幾年，飛速前進的數控設備生產技術措施推動了數控刀具構造根基科學研究以及新商品的研究開發。全球各個大廠家制造的數控機床使用刀具類型、標準眾多，數量繁雜，時常讓人撲朔迷離，掌握不到要點。現在把相關數控刀具的科學技術普及學識以及最近幾年數控刀具物料、構造、運用等范疇核心簡單的講述一下，方便使用優異刀具措施為生產服務。

關鍵詞：數控刀具分類；特點；選擇

1 數控刀具的分類

數控使用刀具能夠劃分為一般刀具以及模塊化刀具兩種。模塊化刀具不斷前進。開展模塊化刀具的重要優勢是降低換刀時停滯的時間，提升制造時間；增快換刀和裝置時間，提升少量制造的經濟利潤；提升刀具的規范化以及科學化水平；提升刀具的管制和柔性生產的程度；增加刀具的運用效率，充分施展刀具功能；有用的消除刀具度量作業的停止狀況，能夠使用線外預先調節。實際上，因為模塊刀具的前進，數控刀具已經發展了三大體系：車削、鉆削以及鏜銑刀具體系。

1.1 從構造上能夠劃分為以下幾種

1.1.1 整體樣式。

1.1.2 鑲嵌樣式，能夠劃分為連接樣式以及機夾樣式。機夾樣式按照刀體構造不一樣，能夠劃分為能夠轉位以及不能轉位。

1.1.3 減震樣式，如果刀具的作業臂長和直徑比例過大時，為了降低刀具的震動，提升制造精準性，普遍使用這種刀具。

1.2 從生產所使用的物料上劃分

1.2.1 高速鋼所制刀具。高速鋼一般使用型坯物料，韌性和硬質合金相比較好，在硬度、紅硬性以及耐磨上不如硬質合金，如果生產硬度高的物料不能使用這種，也不能在快速切削中使用。在運用前先由制造商自己刃磨并且比較便利，適合全部特別需求的不規范刀具。

1.2.2 硬質合金所制刀具。這種刀具切削功能好，在數控車削中普遍運用。其刀具是一系列具有規范型號的商品，詳細措施系數以及切削能力由制造刀具的廠商供應。

1.3 從切削工序上可分為

車削刀具分外圓、內孔、外螺紋、內螺紋、切槽、切端面、切端面環槽、切斷等。

數控機床大多運用規范的機夾能夠轉動的道具。機夾能夠轉動道具的刀片以及刀體都有規范，制造刀片使用高速鋼、硬質合金以及涂層硬質合金制作。數控機床機夾能夠轉動道具種類有外圓、內圓、外螺紋、內螺紋、切斷、孔加工道具。機夾能夠轉動道具穩固不重磨刀片情況大多使用螺絲、螺絲壓板、楔塊以及杠銷等構造。數控機床運用的刀具從其切削樣式能夠劃分為三種：中心孔類、端面切削、圓表面切削刀具。

2 數控加工刀具的特點

數控機床使用的刀具和一般機床使用的沒有什么本質上的差距，為了能夠適應高效率、多功能、快速換刀、實惠的宗旨，數控機床和一般機床使用的道具對比，數控使用的刀具要能夠符合裝置調節便利、剛性強、準確度高、耐磨等需求，必須要擁有下面的特征。

2.1 刀片或刀具的耐用度及經濟壽命指標的合理性

現在制造上一般使用刀具是看其耐用程度來評價刀具優劣。刀具越耐用，就代表此刀具性質越好。不過切削同一類工件時，因為運用的刀具制造材料和元件材料質量不會全部都一樣，還有刃磨品質等不能夠全部嚴格操縱的要素，因此即使在一樣的環境下，刀具耐用性質依舊是有差距的。所以在數控上，不僅要提供出刀具耐用程度的均衡數值，還要提供出刀具耐用度Tp。這是在選用刀具重要的系數。一般制定可靠度P值要在零點九及以上，就是百分之九時刀具切削時間是T零點九。探索證實，在耐用性的隨變量在正態狀況的過程中，假如耐用性的均衡值T當做規范，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斷屑就是切削操縱。數控車床的全部裝備上，裝備著很多刀具，工作量大，產生的切屑多，所以，在切削造型金屬工件時，一定操縱切屑不會糾纏到刀具、零件和技術設備上，操縱切屑不會亂飛，確保工人安全，對工件的位置確定以及運送、切削液噴注都沒有布朗作用，不會損壞已經制造好的零件，方便打掃切屑，所以，使用斷屑塊抑或卷屑槽，抑或使用間隙切削抑或震動切削手段提升斷屑結果。

2.3 刀具或刀片幾何參數和切削參數的規范化、典型化

刀具應具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉位及拆裝的重復精度。刀具切削部分的幾何尺寸變化要小，刀體刀桿和刀片反復裝卸也應能保持精度穩定。

2.4 刀片、刀柄的定位基準及自動換刀系統要優化

刀片及刀柄高度的通用化、規格化、系列化，使刀具應能快速或自動更換，并需有控制和調整尺寸的功能或具有刀具磨損的自動補償裝置，以減少換刀調整的停機時間。

3 數控刀具的選擇

刀具的選擇是數控生產技術中的關鍵內容之一，對數控機床的生產功效有著作用，并且對工件的生產品質也有直接作用。刀具的選取是在數控軟件的人機交互情況下開展的，要按照機床的制造性能、工件物料的性質、生產順序、切削量還有一些別的有關要素準確選擇刀具和刀柄。

因為數控車床的主軸轉動速度和范疇在很大程度上比一般機床高，并且主軸輸出效率大，所以和以往生產方式對比，對數控生產刀具的需求就更高了，包含精準性高、強度強、剛性優、耐用性高，并且需要大小安穩，裝置調節便利。這就需要刀具的構造科學，幾何系數規范化、整體化。數控刀具是提升生產功效的重要基礎之一，是由需要生產的工件體型、物料性質、夾具還有機床決定的刀具類型。要思考下面幾個部分：

（1）根據零件材料的切削性能選擇刀具。綜合考慮金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉位硬質合金刀具。

（2）根據零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產品質量為主，應選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低，而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續使用會影響精加工的加工質量，但對粗加工的影響較小。

（3）根據加工區域的特點選擇刀具和幾何參數。在零件結構允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具；選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。

（4）根據工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術經濟指標選擇刀具。

正前角刀片：對于內輪廓加工，小型機床加工，工藝系統剛性較差和工件結構形狀較復雜應優先選擇正型刀片。負前角刀片：對于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時應優先選擇負型刀片。一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工常用55°、35°菱形和圓形刀片；在考慮到刀具能承受的切削用量前提下綜合機床剛性、功率等條件，加工大余量、粗加工應選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。

恰當適宜的選用數控刀具對數控制造功效、生產品質以及生產費用有很大的作用，所以要高度關注數控刀具的準確選用以及科學運用，讓它能夠提供更加優秀的制造服務，充分施展數控制造的優勢。

參考文獻

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