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1、机床与刀具的发展是相辅相成、相互促进的。 刀具是由机床、 刀具和工件组成的切削加工工艺系统中最活跃的因素，刀具切削性能的好坏取决于刀具的材料和刀具结构。切削加工生产率和刀具寿命的高低加工成本的多少、加工精度和加工表面质量的优劣等，在很大程度上取决于刀具材料、 刀具结构及切削参数的合理选择。近几十年来， 作为切削加工最基本丰素的刀具材料得到了迅速发展，刀具的结构形式也得到了极大丰富。数控刀具主要材料种类(1)超硬刀具。所谓超硬材料是指人造金刚石和立方氮化硼(简称CBN) ，以及用这些粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石(简称 PCD)和聚晶立方氮化棚(简称 PCBN) 等。超硬材料具有优良的耐磨性，
2、主要运用于高速切削及难切削材料的加工。(2)陶瓷刀具。陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高温力学性能，与金属的亲合力小， 不易与金属产生粘结，并且化学稳定性好。陶瓷刀具主要应用于钢、铸铁及其合金和难加工材料的切削加工，可以用于超高速切削、高速切削和硬材料切削。(3)涂层刀具。刀具涂层技术自问世以来，对刀具性能的改善和加工技术进步起着非常重要的作用， 涂层技术将传统刀具涂覆一层薄膜后，刀具性能发生了巨大的变化。主要的涂层材料有 :Tic、TiN 、Ti(C，N)、TiALN 、ALTiN 等。涂层技术己应用于立铣刀、铰刀、 钻头、复合孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹
3、可转位刀片，满足高速切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、非金属等材质工件的生产技术不同要求。(4)硬质合金。硬质合刀具是数控加工刀具的主导产品，有的国家有90%以上的车刀和55%以上的铣刀都采用了硬质合金制造，而且这种趋势还在增加。硬质合金可分为普通硬质合金、 细晶粒硬质合金和超晶粒硬质合金。按化学成分区分，可分为碳化钨基硬质合金和碳(氮)化钛基硬质合金。硬质合金在强度、硬度、韧性及工艺性方面具有优良的综合性能，几乎可用于任何材料的切削加工。(5)高速钢刀具。高速钢是一种加入了较多的W、Mo 、Cr、V 等合金元素的高合金工具钢。高速钢刀具
4、在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能，在复杂刀具，尤其是制造孔加工刀具、铣刀螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等一些刃形复杂刀具，高速钢仍占据主要地位 . 数控机床上用的刀具应知足安装调整利便、刚性好、精度高、耐费用好等要求。刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。刀柄或工具系统的装机重量有限度。刀柄的强度要高、刚性及耐磨性要好。精度、刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度。刀具应具有较高的精度，包括刀具的外形精度、刀片及刀柄对机床主轴的相对位置刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化。刀片或刀具的耐费用及经济寿
5、命指标的公道性。刀片及刀柄高度的通用化、规格化、系列化。有以下特点：为了达到高效、多能、快换、经济的目的，数控加工刀具与普通金属切削刀具比拟应具数控加工刀具的特点特殊型刀具有带柄自紧夹头、强力弹簧夹头刀柄、可逆式（自动反向） 攻螺纹夹头刀柄、增速夹头刀柄、复合刀具和接杆类等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - （4）特殊型刀具成形铣刀鼓形铣刀键槽铣刀圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、 削平型直柄和莫氏锥柄。它的结构
6、特点是球头或端面上充满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部门用高速钢或硬质合金制造。模具铣刀模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和立铣刀立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃， 它们可同时进行切削，也可单独进行切削。结构有整体式和机夹式等，高速钢和硬质合金是铣刀工作部门的常用材料。面铣刀（也叫端铣刀）面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可转位结构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为 40Cr。铣削刀具分面铣、立铣、三面刃铣等刀具。镗刀从结构上可分为整体
7、式镗刀柄、模块式镗刀柄和镗头类。从加工工艺要求上可分为粗镗刀和精镗刀。镗削刀具分粗镗、精镗等刀具。钻削刀具可用于数控车床、车削中央， 又可用于数控镗铣床和加工中央。因此它的结构和联接形式有多种。有直柄、直柄螺钉紧定、锥柄、螺纹联接、模块式联接（圆锥或圆柱联接）等多种。钻削刀具分小孔、短孔、深孔、攻螺纹、铰孔等。数控车床使用的刀具从切削方式上分为三类：圆表面切削刀具、 端面切削刀具和中央孔类刀具。们与机床刀盘之间的联接是通过槽形刀架和套筒接杆来联接的。在模块化车削工具系统中，刀盘的联接以齿条式柄体联接为多，而刀头与刀体的联接是插入快换式系统。它既可以用于外圆车削又可用于内孔镗削，也合用于车削中央
8、的自动换刀系统。方形刀体一般用槽形刀架螺钉紧固方式固定。圆柱刀杆是用套筒螺钉紧固方式固定。它常规车削刀具为长条形方刀体或圆柱刀杆。机夹可转位刀具夹固不重磨刀片时通常采用螺钉、螺钉压板、杠销或楔块等结构。数控车床机夹可转位刀具类型有外圆刀具、外螺纹刀具、内圆刀具、内螺纹刀具、堵截刀具、孔加工刀具（包括中央孔钻头、镗刀、丝锥等）。数控车床一般使用尺度的机夹可转位刀具。机夹可转位刀具的刀片和刀体都有尺度，刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金以及高速钢。车削刀具分外圆、内孔、外螺纹、内螺纹，切槽、切端面、切端面环槽、堵截等。（）从切削工艺上可分为金刚石刀具立方氮化硼刀具陶瓷刀具K-H 类-适于加工淬硬材
9、料K-N 类-适于加工铝、非铁合金K 类-适于加工铸铁、冷硬铸铁、短屑可锻铸铁、非钛合金（相称于我国的YG 类）M-S 类-适于加工耐热合金和钛合金M 类-适于加工奥氏体不锈钢、铸铁、高锰钢、合金铸铁等（相称于我国的YW 类）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - P 类-适于加工钢、长屑可锻铸铁（相称于我国的YT 类）硬质合金刀片按国际尺度分为三大类：P 类， M 类， K 类。硬质合金刀具硬质合金刀片切削机能优异，在
10、数控车削中被广泛使用。硬质合金刀片有尺度规格系列产品，详细技术参数和切削机能由刀具出产厂家提供。高速钢刀具高速钢通常是型坯材料，韧性较硬质合金好，硬度、 耐磨性和红硬性较硬质合金差， 不适于切削硬度较高的材料，也不适于进行高速切削。高速钢刀具使用前需出产者自行刃磨，且刃磨利便，适于各种特殊需要的非尺度刀具。（）从制造所采用的材料上可分为特殊型式如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。内冷式切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部；减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振动， 进步加工精度，多采用此类刀具；镶嵌式可分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同，分为可转位和不转位；整体式数
11、控刀具的分类（）从结构上可分为数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具两大类。模块化刀具是发展方向。发展模块化刀具的主要长处： 减少换刀停机时间，进步出产加工时间；加快换刀及安装时间，进步小批量出产的经济性； 进步刀具的尺度化和公道化的程度；进步刀具的治理及柔性加工的水平；扩大刀具的利用率，充分施展刀具的机能；有效地消除刀具丈量工作的间断现象，可采用线外预调。事实上，因为模块刀具的发展，数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。可转位刀具刀片型号编制标准1.可转位车刀型号表示规则GB/T5343.1, 它等效采用ISO5680-1989. 它适用于可转位外圆车刀、端面
12、车刀、 防形车刀及拼装复合刀具的模块刀头的型号编制。其型号也是由按规定顺序排列的一组字母和数字代号所组成。2.可转位带孔铣刀型号表示规则它是在ISO7406-1986 的基础上制订的。它适用于可转位面铣刀、三面刃（槽）铣刀、套式立铣刀及圆柱形铣刀型号的编制。其型号由11 个号位组成（面铣刀只有10 个号位，没有第11 个号位）。前 14 号位表明刀体的特征。波折号后边的号位表示刀片装夹方式和刀片特征。3.可转位带柄铣刀型号表示规则它是在国际标准ISO7848-1986 的基础上制订的。它的型号也由 11 个号位组成。其中有5 个号位表示刀体的特征，两个号位表示柄部的特征，另外4个号位则表示刀片
13、的装夹方法及其切削刃长度的特征。4.可转位刀片型号表示规则GB2076-87, 等效ISO1832-85,国内外硬质合金厂生产的切削用可转位刀片 （包括车刀片和铣刀片）的型号都符合这个标准。它是由给定意义的字母和数字代号，按一定顺序排列的十个号位组成。其中第 8 和第 9个号位分别表示切削刃截面外形和刀片切削方向，只有在需要的情况下才予标出。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 二、可转位刀片标准1.GB2079-87
14、 （代替GB2079-80 ）无孔的硬质合金可转位刀片：此标准等采用国际标准ISO0883-1995.标准中规定了TNUN 、 TNGN 、TPUN 、TPGN、 SNUN 、 SNGN 、 SPUN、SPGN、TPUR、TPMR 、SPUR、SPMR 共 12 种类型刀片的系列尺寸。2.GB2077-87（代替 GB2077-80）硬质合金可转位刀片圆角半径：此标准等效采用国际标准ISO3286-1976.标准规定刀尖圆角半径r的尺寸系列为0.2、0.4、0.8、1.6、2.0、2.4、3.2mm. 3.GB2078-78 （代替 GB2078-80 ）带圆孔的硬质合金可转位刀片：此标准等效
15、采用国际标准ISO3364-1985.标准中规定了TNUM 、TNMM 、TNUG 、TNMG 、TNUA 、TNMA 、 ENUM 、FNMM 、WNUM 、SNUM 、SNMM 、SNUG、SNMG 、SNUA 、SNMA 、CNUM 、CNMM 、CNUG 、CNMG 、CNUA 、CNMA 、DNUM 、DNMM 、DNUG 、DNMG 、DNUA 、DNMA 、VNUM 、VNMM 、VNUG 、VNMG 、VNUA 、VNMA 、RNUM 、RNMM共 36 种类型的带圆孔硬质合金刀片尺寸系列。4.GB2081-87 （代替GB2081-80 ）硬质合金可转位铣刀片：此标准等效采用
16、国际标准ISO3365-1985.此标准规定了SNAN 、SNCN、SNKN 、SPAN、SPCN、SPKN 、SECN、TPAN、TPCN、TPKN 、 TECN 、FPCN、LPEX 共 13 种类型的可转位铣刀片系列尺寸。5.GB2080-87 （代替GB2080-80 ）沉孔硬质合金可转位刀片：此标准等效采用国际标准ISO6987/1-1993. 标准中规定了TCMW 、TCMT 、WCMW 、WCMT 、SCMW 、 SCMT 、 CCMW 、CCMT 、DCMW 、DCMT 、RCMW 、RCMT 共 12 种类型的沉孔硬质合金可转位刀片系列尺寸。三、可转位铣刀标准：1.可转位立铣
17、刀国家标准GB5340-85: 它是参照国际标准ISO6262/1-1982 和 ISO6263/2-1982制订的。有削平型直柄立铣刀和莫氏锥柄立铣刀两部分。2.可转位三面刃铣刀国家标准GB5341-85: 它是参照国际标准ISO6986-1983 制订的。3.可转位面铣刀国家标准GB5342-85: 它是参照国际标准ISO6462-1983 制订的。4.可转位螺旋立铣刀：标准规定了直径32100mm 直柄或锥柄的立铣刀。因其刃部较长，由沿螺旋线方向排列的多片硬质合金可转位刀片相互交错搭接而成，适用于粗铣。理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应
18、用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的23 倍，要充分发挥数控机床的这一特点，必须在编程之前对工件进行工艺分析，根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。数控加工工艺考虑不周是影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要因素。本文从生产实践出发，探讨和总结一些数控车削过程中的工艺问题。关键字 :数控加工车削刀具1 数控加工工序名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 数控加工工序的划分在数
19、控机床上加工零件，工序比较集中， 一次装夹应尽可能完成全部工序，常用的工序划分原则有以下两种。保证精度原则数控加工具有工序集中的条件，粗、精加工常在一次装夹中完成，以保证零件的加工精度，当热变形和切削力变形对零件的加工精度影响较大时，应将粗、精加工分开进行。提高生产效率的原则数控加工中， 为减少换刀次数，节省换刀时间， 应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时， 应以最短的路线到达各加工部位。实际生产中， 数控加工常按刀具或加工表面划分工序。2 车刀刀位点的选择数控加工中， 数控程序应描述出刀具相对于工件的运动轨
20、迹。在数控车削中， 工件表面的形成取决于运动着的刀刃包络线的位置和形状，但在程序编制中，只需描述刀具系统上某一选定点的轨迹即可。 刀具的刀位点即为在程序编制时，刀具上所选择的代表刀具所在位置的点，程序所描述的加工轨迹即为该点的运动轨迹。在数控车削中， 从理论上讲可选择刀具上任意一点作为刀位点，但为了方便编程和保证加工精度，刀位点的选择有一定的要求和技巧。在数控加工中， 刀位点的选择一般遵循以下规则：立铣刀应是刀具轴线与刀具底面的交点：球头铣刀是球头的球心：钻头应是钻尖： 车刀应是假想刀尖或刀尖圆弧中心，刀具刀位点在选择时应注意：选择刀具上能够直接测量的点，刀位点与刀具长度预调时的测定点应尽量一
21、致：在可能的情况下，刀位点应直接与精度要求较高的尺寸或难于测量的尺寸发生联系：所选择的刀位点能使刀具极限位置直接体现于程序的运动指令中：编程人员应有习惯性的刀位点选择方法，不宜多变：所选定的刀位点，在刀具调整图中应以图形标示。所示端槽刀，采用刀具预调仪对刀时，测量P1 点比测量P2 点方便，所以选择P1 为刀位点比 P2 好，但若刀具位置的调整和补偿是以试切法确定，而且环槽小圆的加工精度高于大圆精度，则选择P2 为刀位点比P1 好。端槽刀刀位点的选择3 分层切削时刀具的终止位置当某外圆表面的加工余量较多需分层多次走刀切削时，从第二刀开始要注意防止走刀至终点时背吃刀量的突增。所示，设以90主偏角
22、的刀具分层车削外圆，合理的安排应是每一刀的切削终点依次提前一小段距离E(E=0.05)。如果 E=0，即每一刀都终止在同一轴向位置上，车刀主切削刃就可能受到瞬时的重负荷冲击。如分层切削时的终止位置作出层层递退的安排，有利于延长粗加工刀具的使用寿命。4 “让刀”时刀补值的确定对于薄壁工件，尤其是难切削材料的薄壁工件，切削时“让刀”现象严重，导致所车削工件尺寸发生变化， 一般是外圆变大，内孔变小。“让刀”主要是由工件加工时的弹性变形引起，“让刀”程度与切削时的背吃刀量密切相关。采用“等背吃刀深度法”，用刀补值作小范围调整，以减少“让刀”对加工精度的影响。所示，设欲加工的外圆尺寸为A，双面余量为2t
23、。试切削时，取T 值的一半作为切削时的背吃刀量，试切削在该表面的全长上进行，试切削后，程序安排停车，测量该外圆尺寸是否等于A+T ，按出现的误差大小调整刀具的刀补值，然后继续运行程序，完成精加工走刀。由于精加工过程与试切削过程采用相同的背吃刀量和同样的切削速度和进给速度，切削抗力相同， 工件相应的弹性变形相同，所输入的刀补值刚好能抵消“让刀”所产生的变形，保证车削工件的尺寸精度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5
24、 车削时的断屑问题数控车削是自动化加工，如果刀具的断屑性能太差，将严重妨碍加工的正常进行。为解决这一问题， 首先应尽量提高刀具本身的断屑性能，其次应合理选择刀具的切削用量，避免产生妨碍加工正常进行的条带形切屑。数控车削中，最理想的切屑是长度为50150mm，直径不大的螺卷状切屑，或宝塔形切屑， 它们能有规律地沿一定方向排除，便于收集和清除。如果断屑不理想， 必要时可在程序中安排暂停，强迫断屑： 还可以使用断屑台来加强断屑效果。使用上压式的机夹可转位刀片时，可用压板同时将断屑台和刀片一起压紧：车内孔时， 则可采用刀具前刀面朝下的切削方式改善排屑。分层切削时刀具的终止位置6 可转位刀具刀片形状的选
25、择与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要刚性好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高， 断屑和排屑性能好：同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。数控车削中广泛采用机夹可转位刀具，它是提高数控加工生产率，保证产品质量的重要手段。可转位车刀刀片种类繁多，使用最广的是菱形刀片，其次是三角形刀片、圆形刀片及切槽刀片。菱形刀片按其菱形锐角不同有80、 55和 35三类。80 菱形刀片刀尖角大小适中，刀片既有较好的强度、散热性和耐用度，又能装配成主偏角略大于90的刀具，
26、用于端面、外圆、内孔、台阶的加工。同时，这种刀片的可夹固性好，可用刀片底面及非切削位置上的80刀尖角的相邻两侧面定位，定位方式可靠，且刀尖位置精度仅与刀片本身的外形尺寸精度相关，转位精度较高，适合数控车削。35菱形刀片因其刀尖角小，干涉现象少，多用于车削工件的复杂型面或开挖沟槽。7 切槽的走刀路线较深的槽型， 在数控车床上常用切槽刀加工，如果刀宽等于要求加工的槽宽，则切槽刀一次切槽刀位， 若以较窄的切槽刀加工较宽的槽型，则应分多次切入。合理的切削路线是：先切中间， 再切左右。 因为刀刃两侧的圆角半径通常小于工件槽底和侧壁的转接圆角半径，左右两刀切下时，当刀具接近槽底，需要各走一段圆弧。如果中间的一刀不提前切削，就不能为这两段圆弧的走刀创造必要的条件。即使刀刃两侧圆角半径与工件槽底两侧的圆角半径一致，仍以中间先切一刀为好，因这一刀切下时，刀刃两侧的负荷是均等的，后面的两刀，一刀是左侧负荷重，一刀是右侧负荷重，刀具的磨损还是均匀的。机夹式的切槽刀不宜安排横走刀，只宜直切。数控刀具回收http:/ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -
