為數控車床、CNC加工正確選擇刀具

在編製程序時，正確地選擇數控刀具是很重要的。對數控刀具總的要求是安裝調整方便（biàn）、剛性好、精度（dù）高、耐用度好，在此（cǐ）基礎上綜合考慮（lǜ）工件材料的切削性能，機床的加工能力（lì），數控加工工序的類型，切削用量以及與機床和數控裝置工作（zuò）範圍有關的諸（zhū）多因素（sù）。

1.影響數控刀具選擇的因素

在選擇刀具的類型和規格時，主要考慮（lǜ）以下因素的影響：

生產性質：在這裏生產性質指的是零件的批量大小（xiǎo），主要從加工成本上考慮（lǜ）對刀具選（xuǎn）擇的影響。例如在大量生產時采用特殊刀具，可能是合算的，而在單（dān）件或小批量生產時，選擇標準刀具更（gèng）適合一些。

機床類型：完成該工序所用的數控（kòng）機床對選擇的刀具類（lèi）型（鑽、車刀或銑刀）的影響（xiǎng）。在能夠保證工件係統和刀具係統剛性（xìng）好的條（tiáo）件下，允許采用高生（shēng）產率的刀具，  例如（rú）高速切削車刀和大進給量車刀。

數控加工方案：不同的數控加工方案可以采用不同類型的刀具。例如孔的加工可以用鑽及擴孔鑽，也可用鑽和鏜刀來進行加工。

工件的尺寸及外形：工件的尺寸及外形也影（yǐng）響刀具類型和規格的選擇，例（lì）如特型表麵要（yào）采用特殊的刀具來加工。

加工表麵粗糙度：加工表麵粗糙度影響刀具的結構形狀和切削用量，例（lì）如毛坯粗銑加工時，可采用粗齒銑（xǐ）刀，精銑時最好用細齒銑刀。

加工精度：加工精度影響精加（jiā）工（gōng）刀具的類型和結構形狀，例（lì）如孔的最後加工依據孔（kǒng）的精度可用鑽、擴孔鑽、鉸刀或鏜刀來加工。

工件材料：工件材料將決（jué）定刀（dāo）具材（cái）料和切削部分幾何參數的選擇，刀具材（cái）料與工件的加工精度、材料硬度等有關。

2.數控刀具的性能要（yào）求

由（yóu）於數控機（jī）床具有加工（gōng）精度高、加工效率高、加工工序集中和零件裝夾次（cì）數少的特點，對所使用的數控刀具提出了更高的要求。

從刀具性能（néng）上講，數控刀具（jù）應高於普通機床所使用的刀具。

選擇數控（kòng）刀具時，首先（xiān）要應（yīng）優先（xiān）選用（yòng）標準刀具，必要時才可選用各種高效率的複合刀具及特殊的專用刀具。在選擇標（biāo）準數控刀具時，應結合實際情況，盡可能（néng）選用各種先進刀（dāo）具，如可轉位刀（dāo）具、整體（tǐ）硬質（zhì）合金刀具、陶瓷刀具等。

在選擇數控機床加工刀具時，還應考慮（lǜ）以下（xià）幾方（fāng）麵的問題：

（1）數控刀具的類型、規格（gé）和精度等級應能夠滿足加工要求，刀具材料應與工（gōng）件材料相適應。

（2）切（qiē）削性能好。為適應刀具（jù）在粗加（jiā）工或對難加工材料的工件加工時能采用大的背吃刀（dāo）量和高進給量，刀具（jù）應（yīng）具有能夠承受高速切削和（hé）強力切削的性能。同時，同（tóng）一批刀具在切削性能和刀具壽命方麵一定要穩定，以便實現按刀具（jù）使用（yòng）壽命換刀或由數控係統對刀具（jù）壽命（mìng）進行管理。

（3）精（jīng）度高。為適應數控加工的高精度和自動換刀等要求，刀具必（bì）須（xū）具有較（jiào）高的精度，如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達（dá）0.005mm。

（4）可靠性高。要保證數（shù）控加工中不會發生刀（dāo）具意（yì）外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進行，要求刀具及與之組合的附件必須具（jù）有很好的可靠性及較強的適應性。

（5）耐用度（dù）高。數控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應具（jù）有比普通機床加工所用刀具更（gèng）高的耐用度，以盡量減少更（gèng）換或修磨刀具及對刀的次數，從而提高數控機床的加工效率和保證加工（gōng）質量。

（6）斷屑及（jí）排屑性能好。數控加工中，斷屑和排屑不像普通機床加工那樣能及時由人工處（chù）理，切屑易纏繞在刀具和工件上，會損壞刀具和劃傷工件已加工表（biǎo）麵，甚至會發生傷人和設備事故，影響加工質（zhì）量和機床的安全運行，所以要求刀具具有較好的斷屑和排（pái）屑性能。

3.刀具（jù）的選（xuǎn）擇方（fāng）法

刀具的選（xuǎn）擇（zé）是數控加（jiā）工工藝中的重要內容之一，不僅影響機床的加工效（xiào）率，而（ér）且（qiě）直接影響零件的加工質量。由於數控機床的主軸轉速（sù）及範圍遠遠高於普通機床，而且主軸（zhóu）輸出功率較大（dà），因此（cǐ）與傳（chuán）統加工（gōng）方法相比，對數控（kòng）加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強度大、剛性好（hǎo）、耐用度（dù）高，而且要（yào）求尺寸（cùn）穩定，安裝調整方便。這就要（yào）求刀（dāo）具的結構合理、幾何參（cān）數標準化（huà）、係列化。數控刀具是提高加（jiā）工效率的先決條件之（zhī）一，它的選用取決於（yú）被加工零件的幾何形（xíng）狀、材料狀態、夾具和機（jī）床（chuáng）選用刀具的剛性（xìng）。應考慮以下（xià）方麵：

（1）根據零件材料的切削性能選（xuǎn）擇刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不鏽鋼零件，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（de）加工階段選擇刀具。

即粗加工（gōng）階段以去除（chú）餘量為主，應選（xuǎn）擇（zé）剛性較好、精（jīng）度較低的刀（dāo）具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產（chǎn）品質量為主，應選（xuǎn）擇耐用（yòng）度高、精度較高的刀具，粗加工階段所（suǒ）用刀具的精度最低、而精加工階（jiē）段所用刀具的精度最高。如果粗、精加（jiā）工選擇（zé）相同（tóng）的刀具，建議粗加工時選用精加工（gōng）淘汰下來的刀具，因為（wéi）精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，塗層磨損修光，繼續使用會影響精加工的（de）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（dāo）具和幾何（hé）參數（shù）。在零件結（jié）構（gòu）允許（xǔ）的情況下應（yīng）選用大直徑、長徑比值小的刀（dāo）具；切削薄壁、超薄壁零件的（de）過中心銑刀端刃應有足夠的向心（xīn）角（jiǎo），以減少刀具和切（qiē）削部位的切削力。加工（gōng）鋁、銅等較軟材料零件時（shí）應選擇前（qián）角稍（shāo）大一些的立銑刀，齒數也不要超過4齒。

選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表麵尺寸相適應。生產中，平麵零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平麵時，應選（xuǎn）硬質合金刀片銑刀；加工凸台、凹槽時，選（xuǎn）高速鋼立銑刀；加工（gōng）毛坯表麵或粗加工孔時，可選取鑲硬質（zhì）合金刀片的玉米銑刀；對（duì）一些立體型麵和（hé）變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。

在進行自由曲麵加工時，由於球頭刀具的端（duān）部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀（dāo）適用於曲麵的精加工。而端銑（xǐ）刀無論是在表麵加工（gōng）質量上還是在加工效率上都（dōu）遠遠優（yōu）於球頭銑刀，因此，在確（què）保（bǎo）零件加工不過切（qiē）的前提下，粗加工和半精（jīng）加工曲麵時（shí），盡量選擇端銑刀。另外，刀（dāo）具的耐用度和精度與刀具（jù）價格關係極大，必須引起注意的是，在大多數情況下，選擇好的刀具雖然增加（jiā）了刀具成本（běn），但由此帶來的加工質量和（hé）加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。

在加工中心上，所有刀具全都預先裝在刀庫裏，通過數控程序的選刀（dāo）和換刀指令進行相（xiàng）應的換刀動作。必須選（xuǎn）用適合機床刀（dāo）具係統規格的相應標準刀柄，以便數控加工用刀具能夠迅速、準確地安裝到機床主軸上或返回刀庫。編程人員應能夠（gòu）了解機（jī）床所用刀柄的結構尺寸、調整（zhěng）方法以及調（diào）整範圍等方麵的（de）內容，以保證在編（biān）程時確定刀具的徑向和軸向尺寸，合理安排刀具的排列順序。