CNC数控加工中刀具种类划分和选用原则

刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。

本文对刀具种类、特点和选择问题进行了探讨，给出了若干原则和建议，并对应该注意的问题进行了讨论。

一、数控加工常用刀具的种类

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，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。速加网整理并总结为以下内容

根据刀具结构可分为：

• ①整体式；
• ②镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；
• ③特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。

根据制造刀具所用的材料可分为：

• ①高速钢刀具；
• ②硬质合金刀具；
• ③金刚石刀具；
• ④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具，等等。

从切削工艺上可分为：

• ①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；
• ②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；
• ③镗削刀具；
• ④铣削刀具等。

为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%—40%，金属切除量占总数的80%—90%。

二、数控加工常用刀具的特点

数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，主要有以下特点：

• 1.刚性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振，热变形小；
• 2.互换性好，便于快速换刀；
• 3.寿命高，切削性能稳定、可靠；
• 4.刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；
• 5.刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；
• 6.系列化，标准化，以利于编程和刀具管理。

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。速加网整理总结为，在生产中

• 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、凹槽时，选高速钢立铣刀；
• 加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；
• 对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、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，切削行距一般取得很密，故球头常用于曲面的精加工。
• 而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，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，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。

目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括16种不同用途的刀柄。 在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。

一般应遵循以下原则：

• ①尽量减少刀具数量；
• ②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；
• ③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具也应分开使用；
• ④先铣后钻；
• ⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；
• 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。

随着数控机床在生产实际中的广泛应用，熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。