数控机床刀具的选择与使用技巧

Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｍｔ　数控切削中刀具的选择与应用分析　裴计达乔宇　（沈阳机床集团中捷机床有限公司技术部）　【摘要】在数控机床的切削加工工艺中，切削刀具的选择是　其中重要一环，它直接影响机床的加工效率和零件的加工质量。本　文针对数控切削中刀具的类型，选择方案及技巧进行分析，从而解　决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题。　【关键词】加工工艺；刀具选择；数控切削　引言　在现代化的制造企业中数控切削起着举足轻重的作用，制造型　企业不断引进现代化的数控切削设备，以提高产品的生产效率与加　工质量　在数控切削中，产品的加工质量不仅取决于数控机床自身　的精度，还与数控切削中的刀具选择密切相关，与传统加工方法相比　数控切削机床本身的主轴输出功率较大，转速范围及切削能力远高　于普通机床，因此对数控切削刀具的选择提出了更高的要求。因此　在数控切削进行产品及零部件的加工中，要按照数控刀具选择原则，　对切削用量进行科学的分析，充分考虑零部件的材质与刀具的匹配　参数，从而采取适当的工艺措施，利用数控机床加工精度高的特点有　效地保证数控机床加工质量，适应现阶段零件高精度多品种小批量　订制加工的特点。　１数控刀具分类与选用原则分析　数控刀具根据相应的刀刃形状与切削方式与工艺的不同可分为　三大类，包括系列化通用刀具，如车刀类、铣刀类、刨刀类、镗刀　类、钻头类、铰刀类和锯类等：成形刀具，这类刀具具有与被加工　工件预加工截面相同或接近相同的形状的刀刃，如成形车刀类、成　形铣刀类、成形刨刀类、拉刀类、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；　展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似形状的工件，如滚齿刀　类、剃齿刀类、，插齿刀类、锥齿轮刨刀类和锥齿轮铣刀盘等。　根据制造刀具所用的材料可分为：硬质合金刀具、高速钢刀具、　金刚石刀具、其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。　数控刀具按工件加工表面形式的不同可分为如下五类：　（１）表面轮廓类加工刀具：包括车刀、铣刀、刨刀、锉刀外和　表面拉刀等：　（２）内孔类加工刀具　面拉刀等；　（３）螺纹类加工刀具　和自动开合螺纹切头等；　（４）齿轮类加工刀具　加工刀具等；　包括镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和内表　包括板牙、丝锥、螺纹车刀、螺纹铣刀　包括滚齿刀、剃齿刀、插齿刀、锥齿轮　（５）切槽切断类刀具，包括切断车刀、锯片铣刀、镶齿圆锯片、　弓锯带锯等等。此外，还有组合刀具。　现阶段数控机床选用的系列化标准化的数控刀具互换性强便于　调整，而且普遍具有刚性好，精度高，切削性能稳定等特点，利于　各种粗精加工的选择并可进行科学的刀具管理。针对不同加工材质　与加工方案，应选用不同的切削用量，在粗加工中，以提高生产率　为主要原则，兼顾经济性和加工成本；在半精加工和精加工时，以　保证加工质量为主要原则，兼顾切削效率、经济性和加工成本。　２数控刀具选择方法与技巧　刀具的选择是数控切削工艺中的重要内容之一，也是提高加工　效率的先决条件之一，根据被加工零件的加工区域特性，切削材料　特性，加工阶段工区别以及刀具的自身特性确定刀具选择的主要条　件，从以下几个方面进行分析：　根据零件加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允　许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁　零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角，以减少刀具和切削部位　的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立　铣刀，齿数也不要超过４齿。　根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合　金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。　根据零件相应的加工阶段选择刀具。在零件的粗加工阶段应以　去除余量为主，适合选择刚性较好、精度较低的刀具，在半精加工　与精加工阶段，零件以保证其加工精度和产品质量为主，适合选择　耐用度高、精度较高的刀具。粗加工阶段所用刀具的精度最低、而　精加工阶段所用刀具的精度最高，如果粗、精加工选择相同的刀具，　建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具，因为精加工淘汰的刀具　磨损情况大多为刃部轻微磨损，涂层磨损修光，继续使用会影响精　加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。　在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具　加工的刚性。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。生产中，毛坯表面或粗加工孔通常选用镶有硬质合金刀　片的玉米铣刀；平面零件的铣削选用硬质合金刀片铣刀，其周边轮　廓的加工通常选用立铣刀；在凹槽与凸台的加工中，通常选用高速　钢立铣刀；而对于加工变斜角轮廓与复杂立体型面的外形时通常采　用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。刀具选择中值得注　意的一点是，选择较好的刀具尽管增加了刀具成本，但因此带来的　加工效率与质量的提升，则可大大降低整体的加工成本。切削用量　包括主轴转速ｎ（ｒ／ｍｉｎ）、背吃刀量及进给速度ｖＦ等，具体数值应　根据机床说明书、刀具切削手册，并结合加工经验而定，本文不做　详细介绍，应使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，　以形成最佳切削用量。　在数控加工中心的刀具管理中，所有的切削刀具都预先装在刀　库中，刀具更换过程是通过抓刀和更换指令在数控程序中实现相应　的换刀动作，因此应一次性选用成套的刀柄与刀具，并保证他们适　合加工中心刀具库系统规格，以便数控加工用刀具能够迅速、准确　地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀　柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容，以保证在编　程时确定刀具的径向和轴向尺寸，合理安排刀具的排列顺序。　３结语　随着数控机床在制造型企业生产实际中的广泛应用，数控刀具　的应用已经成为数控加工中的关键问题之一。在使用数控刀具过程　中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，切　削人员必须熟悉刀具种类，选择方法和切削用量的制定原则，从而　满足产品及零部件的加工效率与加工质量，充分发挥数控机床的优　势，提高企业的生产水平与经济效益。　参考文献：　『１１成大先机械设计手册，第五卷ｆＭ１．北京：化学工业出版社，２００２　【２］ｍ爱玲，白恩远．现代数控机床『Ｍ１．北京：国防工业出版社，２００３　ｆ３１王杰等．机械制造工程学『Ｍ１．北京：北京邮电大学出版社，２００４　（上接第２８ｌ页）　（２）选择合适的冲压速度。冲压速度对机械的磨损有很大影响，　速度越快，机械各部磨损越大，严重时会造成损坏，降低机械的性　能和寿命。因此要在保证碾压效果的前提下，尽可能地选择较低的　冲压速度，将机械的磨损和损坏降到最低限度，延长其使用寿命。　（３）个别地段安全避让。冲击压实产生极强的冲击压实力，不　但影响深度大，而且影响半径也大，影响范围广。因此，对挡土墙、　水沟等构造物产生极大的破坏作用，因此施工时必须对涵洞、构造　物及路边建筑物进行安全避让，对这些路段需采用其他方法辅助施　工。　（４）处理旧水泥路面，要及时加铺面层。旧水泥路面由于冲击　破碎后，路面产生大量裂缝，丧失抵抗雨水渗透侵蚀的能力，会造　成板下基层和土基含水量增大，且不易散发，影响冲压效果。所以　在雨季施工时路面破碎后要及时进行防水处理，最好及时采取面层　２８８　Ｉ华东科技　加铺或下封等措施。特别是对于交通量大的地段，由于冲压形成稳　固的结构，如不及时加铺面层，在重荷载作用下，会破坏其稳固性，　因些冲压完成后要及时加铺面层。　（５）防止压实水平滑移。压实轮是靠与路面的摩擦力作用而运　转，过快的碾压速度、光滑的路面都可导致压实轮停止滚动，只作　水平滑移。可以采取在压实轮上增焊凸快或拉毛路面等办法，增加　接地摩擦力，防止压实轮水平滑移，保证压实轮的正常作业。　工程实践应用表明，冲击压实机和技术具有影响深度深、运行　速度快、施工工序少、施工工期短、应用范围广、施工造价低等优　点，能减少工后沉降、防止不均匀沉陷造成的路面损坏。冲击压实　机以其独特的结构及性能和先进的压实技术，在机场、公路及水利　水电工程中得到了广泛应用，有效地降低了工程成本，缩短了施工　周期，提高了压实质量，发挥了重要的作用，具有较大的推广应用　价值。

浅析数控机床刀具的选择及使用　

刁辉　纪微微　１．沈阳黎明航空发动机（机械）集团有限责任公司；２．沈阳黎明航空零部件有限公司　辽宁沈阳　１１００４　３　

【摘要】刀具在数控机床中是重要部件，直接影响到机床的加工效率，本文对数控刀具的分类以及特点，刀具的选择进行了分析，并对数控切削　技术对工具提出的更高的要求进行了论述。　【关键词】数控机床刀具数控切削　中图分类号：Ｆ４２６文献标识码：Ａ文章编号：１００９－４０６７（２０１３）１８—１９３－０１　

引言　

数控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。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。刀柄要连接刀具，并装在机床　

动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。　

一、数控刀具的分类　

根据刀具结构可分为：整体式、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；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：高速钢刀具；硬质合金刀具；　

金刚石刀具；其他材料刀具如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。　从切削工艺上可分为：车削刀具。分外圆、内孔、螺纹、切割刀具　

等多种。钻削刀具包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。　二、数控刀具的特点　

数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要　

有以下特点：刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；互　

换性好，便于快速换刀；寿命高，切削性能稳定、可靠；刀具的尺寸便　

于调整，‘以减少换刀调整时间；刀具应能可靠地断屑或卷屑。以利于切　

屑的排除；系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。　三、数控加工刀具的选择　刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的　加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正　

确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐　用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提　

数控车床对刀方法:

车床分有对刀器和没有对刀器,但是对刀原理都一样,先说没有对刀器的吧.

车床本身有个机械原点,你对刀时一般要试切的啊,比如车外径一刀后Z向退出,测量车件的外径是多少,然后在G画面里找到你所用刀号把光标移到X输入X...按测量机床就知道这个刀位上的刀尖位置了,内径一样,Z向就简单了,把每把刀都在Z向碰一个地方然后测量Z0就可以了.

这样所有刀都有了记录,确定加工零点在工件移里面(offshift),可以任意一把刀决定工件原点.

这样对刀要记住对刀前要先读刀.

有个比较方便的方法,就是用夹头对刀,我们知道夹头外径,刀具去碰了输入外径就可以,对内径时可以拿一量块用手压在夹头上对,同样输入夹头外径就可以了.

如果有对刀器就方便多了,对刀器就相当于一个固定的对刀试切工件,刀具碰了就记录进去位置了.

所以如果是多种类小批量加工最好买带对刀器的.节约时间.

我以前用的MAZAK车床,我换一个新工件从停机到新工件开始批量加工中间时间一般只要10到15分钟就可以了.(包括换刀具软爪试切)

数控车床基本坐标关系及几种对刀方法比较

在数控车床的操作与编程过程中，弄清楚基本坐标关系和对刀原理是两个非常重要的环节。这对我们更好地理解机床的加工原理，以及在处理加工过程中修改尺寸偏差有很大的帮助。

一、基本坐标关系

一般来讲，通常使用的有两个坐标系：一个是机械坐标系 ；另外一个是工件坐标系，也叫做程序坐标系。两者之间的关系可用图1来表示。

图1 机械坐标系与工件坐标系的关系

在机床的机械坐标系中设有一个固定的参考点(假设为(X，Z))。这个参考点的作用主要是用来给机床本身一个定位。因为每次开机后无论刀架停留在哪个位置，系统都把当前位置设定为(0，0)，这样势必造成基准的不统一，所以每次开机的第一步操作为参考点回归(有的称为回零点)，也就是通过确定(X，Z)来确定原点(0，0)。

为了计算和编程方便，我们通常将程序原点设定在工件右端面的回转中心上，尽量使编程基准与设计、装配基准重合。机械坐标系是机床唯一的基准，所以必须要弄清楚程序原点在机械坐标系中的位置。这通常在接下来的对刀过程中完成。

数控机床行业如何选择刀具

在钻削加工中，提高生产效率和产品质量、降低成本、减少刀具损耗是生产者关

心的问题。时代百超认为重要的自然是选择性价比高的数控设备；其次，通过制

定正确的加工工艺，合理选用刀具能够很好解决此问题。1、根据加工效率选择

以往用户大多采用普通高速钢麻花钻，高速钢麻花钻成本低、适用范围广、修磨

方便，这也是其一直沿用至今的主要因素。

但是麻花钻其切削线速度制约了它的转速，直径越大转速越低，且钻孔的光洁度

差；硬质合金刀具的特点是耐高温，耐磨性好，硬度高适合高速钻削加工，加工

效率高、精度好、钻孔的光洁度高。

其缺点是价格偏高，刀片损坏后不能重复修磨使用。

建议：普通低速数控钻床因为设备本身转速限制，选用普通麻花钻即可满足使用。

如果要求生产效率和孔的精度更高，则需要选高速龙门移动式平面钻并采用硬质

合金钻高压内冷钻头，可以使综合成本得到更好控制。2、根据钻孔深度选择

钻孔深度/钻孔直径≤5的孔用户可采用可转位刀片的硬质合金钻，这种钻头效

率高，成本相对较低，且钻孔的光洁度高；

对于一些较深的孔可采用整体硬质合金的麻花钻或是中心排屑的BTA钻。3、根据工件的材质选择

若材质硬度高建议用户采用可转位刀片的硬质合金钻；材料较粘不容易断屑建议

用户采用整体硬质合金的可断屑钻头；4、根据主轴锥孔选择

主轴采用莫氏锥孔的只能选择高速钢麻花钻；主轴锥孔采用7：24的锥度且可自

动拉刀的结构可选用包括麻花钻在内的各种不同的刀具。