卧式数控车床选刀
目录
一机卡车刀的选用 (1)
二孔加工刀具的选用 (9)
三切断和切槽刀 (12)
四螺纹车刀 (13)
五刀具材料 (16)
六刀具厂商 (17)
七刀具干涉图 (18)
八刀具允许的最大转动惯量 (19)
附录1.本厂卧式数控车床刀具安装尺寸 (21)
数控车床刀具系统比卧车复杂。要求安装数量多，安装可靠，自动换刀，装卸方便迅速还要求切削时间短以提高生产率。因此普遍采用机卡车刀。
机卡车刀是把压制有合理的几何参数，在一定的切削用量畴保证卷屑，断屑并有几个刀刃的刀片，用机械卡固方式装卡在标准刀体上的一种新型刀具。它避免了硬质合金刀片在焊接中产生的种种不良后果，因此能充分发挥刀片材料原有的切削性能，提高了车刀的耐用度和切削加工的生产率．另外刀体可重复使用，能节约大量制造刀体的钢材．还便于使刀具标准化和集中生产，同一型号刀片的几何形状较一致切削效果稳定．有利于提高零件加工质量，简化了刀具的管理工作．使用时，当刀刃磨损后，只需松开卡紧机构将刀片转一个角度，不必重磨，大大缩短了换刀.磨刀.装刀的辅助时间，而且可以避免刀片由于重磨而造成的缺陷．因此机卡车刀也叫不重磨车刀或可转位车刀。
除不可避免的情况外，为用户选用的都应该是机卡车刀。
一机卡车刀的选用
侧重外表面车刀的选用。孔车刀大体相同，其特殊性问题另做叙述。
ISO对外表面车刀型号是如下表示的，它是国外刀具厂商的统一标准。
选刀工作也就是确定型号中的各项容，按选刀时考虑问题的大体顺序分叙如下：
(一)刀片形状的选择：外表面车刀刀片形状关系车刀类型,它取决于加工部位的形状，是选刀的最重要容。它主要涉及刀具的主偏角，刀尖角和有效刃数等。一般来讲刀尖角愈大刀尖强度愈高，应尽量采用。但刀尖角小干涉现象少，适用于复杂型面，开挖沟槽及下坡的型面。
刀片形状甚多，某些厂家列出十几种，本厂实际只用过图1所示七种，也正是ISO规定的七种基本类型。
图1 图2 80°菱型刀片C，目前是我厂选用最多的。该种刀片刀尖角大小适中，刀片有较好的强度，散热性和耐用度。装在刀杆上形成95°主偏角，它可用于端面.外圆.孔台阶的加工。因可沿图2示的三个方向进刀，台阶轴间的圆角.倒角亦可通过插补完成。这种刀片的可卡固性好，可以用刀片的底面和非切削位置上的 80°刀尖角的相临两侧面定位，定位方式可靠。且刀尖位置精度仅与刀片的外形精度有关，刀片换位精度较高。
该刀片的缺点是有两个100°的刀尖往往不能很好利用。或许有其它场合需要100°刀尖角做外圆.端面的耐冲击切削，但机会不多。所以实际有效刃数只有两个，比正方形刀片S有效刃数少一半。
55°菱型刀片D和35°菱型刀片V，因其刀尖角小所以干涉现象少，多用于复杂型面和沟槽加工如图3示，特别是外表面遇有下坡形状，一般都用这种刀形。由于刀尖角小刀片强度低，特别是35°V型刀片几乎都是正前角刀片，强度尤低。所以D.V形刀片更适合于切削用量小的零件.细长轴。调整刀片方向可达轴向力较小，也常用于小孔径悬伸长的孔加工和其它型面的精加工，半精加工。因为刀尖角大的C型刀片，容易造成对工件的挤压使尺寸不稳定，对Cp值要求较高的加工表面，往往用D.V形刀片做精加工。
图3
正三角形刀片T，正方形刀片S。刀片强度高，价格最便宜，各刀刃都能得到利用。由于这种刀片许多情况下只能往一个方向进给如图4示，所以往往用于单纯车外圆，端面。也适于小孔径的孔加工。S型刀片另一个优点是有效切削刃长，达整个切削刃的2/3，更适于吃
刀深大的切削。
图4
圆形刀片R使用场合不是很多，但有特殊用途。像仿形切削一些曲面，加工越程槽，加工冲击力大的断续表面等。R型刀片呈碟形，周边最高，沿周边是封闭的卷屑槽，向任意方向走刀都有一定的前角，刀片磨损后可以转过一定的角度再次使用。这种刀片的缺点是切削力大，易产生振动。
凸三角形刀片W和C型刀片刀尖角相同，刀片能调换三个位置，比C型多一个位置而价格与C型差不多，故有代替C型刀片的趋势。它的缺点和C型刀片比一是刀片卡固不甚牢固，ISCAR在刀垫上采取了措施改善了，二是刀刃长度小.有效切削刃也只能占切削刃的1/4，故不能做吃刀深很大的加工，而当前加工余量随毛坯的改善而减小，单边余量很少超过3mm，所以W型刀片在一些刀具厂已取代了C型刀片的领先地位。
近年又出现了一种80°的四边形-Q型刀片，如图5，它比C型刀片有效刃增加了一倍，但它在切削有直角的孔.外圆时要受到刀刃长度的限制，通用性差。本厂尚未选用过。
图5
(二)车刀类型的选择：就是刀杆头部的选择。刀具要有较高的强度，又不能与工件产生干涉。所以刀杆头部形式按主偏角和直头，偏头分有十几种形式，各形式规定了相应的代码。
应用时必须结合工件形状与刀片类型相协调。
80°菱型刀片C 及凸三角形刀片W 安装往往呈95°主偏角如图6。圆形刀片R 主要安装形式如图7。
加工外圆端面 外圆 .仿形 外圆. 端面仿形
图6 图7
.正三角形刀片T ，正方形刀片S 的主要安装形式如图8
。
外圆 端面 外圆、倒角 外圆、端面
图8
外圆 .仿形55°菱型刀片D 和35°菱型刀片V 安装形式变化较多，主要安装形式如图9。
外圆 .仿形 外圆 .仿形 端面.外圆 .仿形
图9
外圆、倒角 外圆端面、倒角 端面 外圆
外圆、仿形
外圆、仿形 端面、外圆、仿形
车刀类型的选择着眼于刀具的主偏角。一般情况有直角台阶的工件可选择大于或等于90°主偏角的刀杆。一般粗车可选主偏角45°~90°，精车可选45°~75°的中间切入.仿形`可选62°30'~117°30'的。工艺系统刚度好时主偏角可选较小值，反之选较大值。
(三)刀片卡紧方式的选择：刀片形状和车刀类型选定后，样本上有时会出现几种刀片卡紧方式。主要有C，D，M，P，S五种，简述其特点供选择参考。
图10
1 上压式卡紧C：卡紧压力大，通过两定位侧面获得稳定的定位和卡紧。且卡紧元件少，装卸使用方便，但刀片上的压板对排屑有防碍，易被切屑擦伤。它广泛应用于无孔刀片，瓷和立方氮化硼刀片。
2上压和销孔卡紧D：又称RC卡紧。卡紧可靠. 用于切削力较大的外圆重切，称之为牢固卡紧。但孔刀难以采用。
3上压和销孔双重卡紧M：卡紧可靠但结构不太紧凑。切削力大的场合：如加工条件恶劣的钢的粗加工，铸铁短屑加工较适用。
4销孔卡紧P：是杠杆式卡紧，用于刀片中心圆柱销孔卡紧。定位与卡紧比较可靠，前面开放有利于排屑。一般中.轻切削选用。
5螺钉卡紧S：又称螺纹偏心卡紧。卡紧元件少，结构简单，装卸刀片和转位方便迅速，制造方便排屑无阻。但松开或紧固螺纹偏心销不太方便。断续切削时容易使偏心销受冲击与振动而失去自锁能力。轻切削小孔切削的菱型刀片，三角形刀片和镗刀头应用较多。
(四)刀片法后角的选择：常用的有N(O°)，C(7°)，P(11°)，E(20°)，B(5°)等。一般粗加工，半精加工多用N型，因系O°后角，刀片的正反面都可用，负前角的刀片几乎都采用N型。刀片后角虽为O°但刀体本身安装刀片的平面有倾斜(通常是7°)，保证了刀具切削中的后角，半精加工可用C型，P型，也可用带断屑槽的N型刀片。加工铸铁和硬钢用N型，加工不锈钢可用C型P型，仿形刀片也多用C型P型，加工铝合金则应用后角大的P型E型刀片。加工弹性恢复性好的材料可选择大一些的后角。
一般镗刀片选用C型P型避免后面刮擦。但大孔也可选用N型刀片。
(五) 切削方向选择：即刀柄的左，右手方向。有三种情况：R (右手)，L (左手)和N(左右手)。辩别方法：伸展手掌手背向上，姆指指示刀片方位，余四指指示刀头方向，符合左手即左手刀，符合右手即右手刀，如图11示。选刀时要考虑前后刀架的区别；刀面朝上朝下的区别；主轴的旋转方向，以及刀架的进给方向。一般情况下车床自右向左进刀，刀面朝上朝前。所以经济型数控车床采用前刀架基本上用右手刀，而普及型用后刀架则为左手刀。
刀片方位 右手刀 左手刀 左右手刀
右手刀
图11
(六)刀杆尺寸的选择：刀杆的基本尺寸有刀尖高度，刀杆宽度及长度。在标准尺寸系列中，刀的高度宽度及长度都是对应的。选择时应按机床匹配。其中最重要的是刀尖高度，因为车刀刀尖必须处于车床主轴中心线的等高位置，因故不能匹配则由刀垫，刀夹予以解决。刀杆长度由二十几种代码表示32~500的各种长度。刀杆长度由夹持长度及悬伸量确定的，外圆刀杆悬伸量一般为刀尖高度的1.5
倍，孔刀的悬伸量则决定于孔深或加工部位的位置。刀杆太长宁肯锯短也不要悬选择伸过长，因过长易导制振颤和干涉。
(七) 切削刃尺寸的选择：切削刃长度应根据加工余量来定。刀片形状刀具主偏角对有效切削刃长度影响很大。C ，S 型刀片有效切削刃可占切削刃长度的2/3，D 型则占1/2，V ,W 型刀片 有效切削刃只能占切削刃长度的1/4，T 型刀片能占切削刃长度的1/2。圆形刀片R 有效切削刃的弧度占其直径的0.4倍。有效切削刃长度必须大于切削深度，否则要换大尺寸刀片或减少切深。
(八) 刀片其它参数：刀片型号表示如下：