李淑靜

【摘 要】本文根據(jù)數(shù)控機床的刀具性能要求來進行了數(shù)控機床刀具選擇和應用的探討，希望可以讓數(shù)控機床的零件符合標準，發(fā)揮最大的作用。數(shù)控機床使用的刀具對其性能具有一些要求性，必須得是滿足這些要求的刀具才能夠?qū)?shù)控機床的作用發(fā)揮出來。數(shù)控使用的刀具除了要有非常高的精度之外，對其剛度、耐用度等都有很高的要求，而且必須是尺寸穩(wěn)定，便于裝卸的刀具，所以制作刀具的材料也有要求。

【關鍵詞】數(shù)控刀具；類型；選擇；應用

1.數(shù)控刀具的分類

1.1數(shù)控刀具結構

（1）整體式：刀具為一體，由一個胚料制造而成，不分體。

（2）鑲嵌式：采用焊接或機夾式聯(lián)接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種。

（3）特殊型式：如復合式刀具、減震式刀具等。

1.2制造刀具所用的材料

（1）高速鋼刀具：有足夠的強度和韌性，有較好的工藝性。目前高速鋼作為主要的刀具材料已經(jīng)被較為廣泛的的應用于各種銑刀、絲錐、鉆頭等刀具的加工。

（2）硬質(zhì)合金刀具：與高速鋼刀具相比硬度高、耐磨性好、耐熱性高、允許的切削速度比高速鋼高5-10倍。因此常用于高速的切削加工，例如加工中心中的大進給、小切深、無切削液的精加工。

（3）金剛石刀具：耐磨性好摩擦系數(shù)是目前最小的。但由于其硬度較高，不能加工成任意的形狀，因此主要用于磨削類刀具，如金剛石砂輪等。同時由于金剛石會與某些材料發(fā)生化學反應，在加工中需特別注意。

（4）其他材料刀具：如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

（5）涂層刀具：通過化學或物理方法在表面涂覆一層耐磨性好的難熔金屬化合物。如 TiC涂層、TiN涂層、Al2O3，涂層、TiN和TiC復合涂層。

2.刀具選擇應考慮的主要因素

（1）被加工工件的材料、性能：金屬、非金屬，強度、剛度、塑性、韌性及耐磨性能等。

（2）加工工藝的類別。車削、鉆削、銑削、磨削等。

（3）加工階段粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。

（4）加工的幾何形狀、加工余量、零件的技術指標。

（5）刀具能承受的切削用量。

3.數(shù)控加工刀具的選擇

3.1數(shù)控加工中，由于銑床、加工中心類機床工藝能力強大，刀具種類繁多，因此銑刀類型的選擇非常重要

常用的銑刀種類有平底立銑刀、端銑刀、球頭刀、環(huán)形刀，鼓形刀和錐形刀等，功能也各不相同。選取銑刀時要求刀具的尺寸與勸口工工件的尺寸和形狀相適應。在銑刀選擇時應注意以下幾點：

（1）毛坯面加工為防止因毛坯表面硬化層和夾沙現(xiàn)象而引起刀具快速磨損，應選用合適的硬質(zhì)合金刀具進行銑削加工，以提高生產(chǎn)效率。

（2）平面加工銑削平面時，常采用鋃齒可轉位硬質(zhì)合金刀片的面銑刀和立銑刀。精銑平面時因加工表面材質(zhì)不均勻，選擇直徑小些的銑刀，以減小切削扭矩；精銑時，銑刀直徑應大些，最好能包容加工面的寬度，以提高切削效率和保證加工精度。加工余量較小且表面質(zhì)量要求較高時，可采用立方氮化硼刀片的面銑刀。

（3）平面零件周邊的輪廓加工常采用立銑刀，銑刀半徑應小于工件輪廓的最小凹圓弧半徑，以免造成銑不凈的“死角”。

（4）凸臺或凹槽的加工加工只有凹槽時，通常采用鍵槽銑刀。精度要求較高的凹槽內(nèi)表面可使用直徑比槽寬略小的鍵槽銑刀，先銑削槽的中間部分再采用刀具補償 （如G41、G42）功能，銑削槽的兩側。

（5）特殊成型面的加工對于一些批量生產(chǎn)的特定工件或加工內(nèi)容，為提高成產(chǎn)效率，可專制造成型銑刀，如圓弧面、內(nèi)凹槽、特形孔或臺階。

3.2進行刀具選擇的時候，需要對刀具的尺寸以及加工工件表面尺寸進行篩選

進行生產(chǎn)時，用立銑刀來對平面零件的周圍輪廓進行加工；用合金刀片銑刀來對平面加工，凹臺和凹槽則是用速鋼立銑刀來進行；使用合金刀片的玉米銑刀對毛坯表面進行加工；立體型面及變斜角輪廓需要用球頭銑刀、環(huán)形銑刀等。

3.3球頭刀具一般是在曲面精工的時候使用，在進行自由曲面加工的時候，可以借助球頭刀具頂部的零切削速度來確保加工的精度

平頭刀具具有較好的切割質(zhì)量和效率，所以只要不會過切，在曲面的粗加工和精加工中，使用平頭刀是比較好的選擇。此外，刀具價值影響著刀具的鬧用度和精度，通常價格高昂的刀具，其成本也比較高，加工質(zhì)量比較好，可以提升加工效率和質(zhì)量，間接的降低了成本。

3.4不同的加工階段使用不同的刀具

在粗加工的時候，主要是進行去除余量的工作，所以要求刀具的剛性、精度比較高；半精加工和精加工的時候，就是一質(zhì)量為主要的保證前提，所以要求刀具的精度較高。粗加工使用低精度刀具，精加工使用高精度刀具。要是粗加工和精加工都選擇同樣的刀具，可以使用精加工使用后淘汰的刀具，粗加工對精度要求不高，精加工的刀具在使用后會有一定的磨損，精度有所降低，這樣一來就能夠減少加工成本。

3.5一般的經(jīng)濟型數(shù)控機床，部分工作都是有人工完成的，像是磨刀刃、測量、刀具更換等等，需要比較多的時間來完成，所以需要對刀具的安排合理化

（1）刀具數(shù)量要少。

（2）沒把刀具在安裝后，都應該將其需要使用的部位加工完成。

（3）粗加工和精加工刀具要分開。

（4）先銑后鉆，先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工。

（5）盡量減少手工換刀的工序，這樣可以保證生產(chǎn)效率。

3.6選擇刀具的時候要依照其壽命來進行挑選

（1）考慮成本、刀具復雜度、工藝需求。

（2）高精度和復雜的刀具其使用期限應該要高于單刃刀具。

（3）機夾刀具的壽命可以選擇短一些的，確保生產(chǎn)效率。

（4）對于裝刀、換刀、凋刀比較復雜的多刀機床、組合床與自動化加工刀具，刀具壽命應選高些，尤其要保證刀具可靠性。

（5）對于大件的精加工要盡量減少加工途中換刀的情況，選擇刀具的壽命要考慮到零件精度和表面粗糙度。

4.數(shù)控刀具的要求比普通機床刀具要求有所區(qū)別

第一，數(shù)控刀具要求刀具的剛性好、精度高、具有抗振和穩(wěn)定的抗熱性，能夠在生產(chǎn)中快速的進行更換。第二，使用期限長，刀具的切割穩(wěn)定。第三，刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除。第四，系列化、標準化，方便對其進行管理和編程。

5.數(shù)控機床對刀具的主要要求

首先，刀具具有良好的切削性?？梢赃m應高速切削以及大荷載切削，刀具性能好，剛性高。其次，刀具的精度高，可以準確的進行重復定位，刀具的刀形精度高。再者，刀具種類要多，規(guī)格齊全，以適應不同的加工要求，滿足生產(chǎn)需求。最后，工具系統(tǒng)完善，可以進行多種零件生產(chǎn)。

6.結束語

數(shù)控機床是目前制造的核心和基礎，其應用范圍廣，在我國有著良好的發(fā)展前景，對于其刀具的正確使用研究具有非常重要的意義。進行數(shù)控編程的時候，要能夠讓刀具即時切換，并且定量進行切削。所以進行數(shù)控機床刀具的研究，選擇正確的刀具，對于生產(chǎn)來說都是比較有意義的事情。 [科]

【參考文獻】

[1]肖慶中.金屬切削原理與刀具[M].北京：中國勞動社會保障出版杜，2001.

[2]榮瑞芳.數(shù)控加工工藝與編程[M].西安：西安電子大學出版社，2006.