数控车床对刀具的要求及主要车刀类型

3.1数控加工对刀具的要求3．1．1 数控刀具在数控加工中的地位和作用刀具技术和机床技术相结合，工件材料技术与刀具材料技术交替进展，成为切削技术不断向前发展的历史规律，对推动切削技术的发展起着决定性作用。

机床与刀具的发展是相辅相成、相互促进的。

在由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中，刀具是最活跃的因素。

刀具切削性能的好坏取决于构成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、刀具结构及其的合理选择。

随着作为切削加工最基本要素的刀具材料迅速发展。

各种新型刀具材料，其物理力学性能和切削加工性能都有了很大的提高，应用范围也不断扩大。

开发出了许多新型刀具材料的刀具，如聚晶金刚石刀具(PCD)、聚晶立方氮化硼刀具(PCBN)、CVD金刚石刀具、纳米复合刀具、纳米涂层刀具、晶须增韧陶瓷刀具、超细晶粒硬质合金刀具、TiC(N)基硬质合金刀具、粉末冶金高速钢刀具等。

先进的数控机床加工设备只有与高性能的数控刀具相配合，才能发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。

数控刀具是指与这些先进高效的数控机床相配套使用的各种刀具的总称，是数控机床不可缺少的关键配套产品，数控刀具以其高效、精密、高速、耐磨、长寿命和良好的综合切削性能取代了传统的刀具。

表3-1-1为传统刀具与现代数控刀具的比较。

表3-1-1 传统刀具与现代数控刀具的比较数控刀具的重要性主要表现在以下几方面：(1) 数控刀具的性能和质量直接影响到数控机床生产效率的高低、加工质量的好坏和经济效益。

数控加工机床生产效率的高低、被加工工件质量的好坏以及生产成本，在很大程度上取决于数控刀具材料及其刀具结构的合理选择。

(2) 数控刀具不仅为先进制造业提供了高效、高性能的切削刀具，而且还由此开发出了许多新的加工工艺，成为当前先进制造技术发展的重要组成部分和显著特征之一。

(3) 数控刀具具有“三高一专”(即高效率、高精度、高可靠性和专用化)的特点，广泛应用于高速切削、精密和超精密加工、干切削、硬切削和难加工材料的加工等先进制造技术领域，可提高加工效率、加工精度和加工表面质量。

数控机床用刀具系统参数介绍一、数控车削刀具的特点为了适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件装夹次数少等要求，数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。

与普通机床的刀具相比，数控车床刀具及刀具系统具有以下特点：1）刀片或刀具的通用化、规则化、系列化。

2）刀片或刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化。

3）刀片或刀具材料及切削参数须与被加工工件的材料相匹配。

4）刀片或刀具的使用寿命高，加工刚性好。

5）刀片在刀杆中的定位基准精度高。

6）刀杆须有较高的强度、刚度和耐磨性。

二、数控车削刀具的分类1.根据加工用途分类车床主要用于回转表而的加工，如圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹、切槽等切削加工。

因此，数控车床用刀具可分为外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切槽刀等种类。

2.根据刀尖形状分类数控车刀按刀尖的形状一般分成三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀，如图2-2.1所示。

图2-2.1 按刀尖形状分类的数控车刀注：在数控车床上，除进行螺纹加工外，应尽量不用或少用成形车刀。

3.根据车刀结构分类根据车刀的结构，数控车刀又可分为整体式车刀、焊接式车刀和机械夹固式车刀三类。

（1）整体式车刀整体式车刀(图2-2.2 a)主要指整体式高速钢车刀。

通常用于小型车刀、螺纹车刀和形状复杂的成形车刀。

具有抗弯强度高、冲击韧度好，制造简单和刃磨方便、刃口锋利等优点。

（2）焊接式车刀焊接式车刀(图2-2.2b )是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，经刃磨而成。

这种车刀结构简单，制造方便，刚性较好，但抗弯强度低、冲击韧度差，切削刃不如高速钢车刀锋利，不易制作复杂刀具。

（3）机械夹固式车刀机械夹固式车刀(图2-2.2c）是将标准的硬质合金可换刀片通过机械夹固方式安装在刀杆上的一种车刀，是当前数控车床上使用最广泛的一种车刀。

a）b）c）图2-2.2 按刀具结构分类的数控车刀a）整体式车刀b）焊接式车刀c）机械夹固式车刀三、数控车削刀具的材料常用的数控刀具材料有高速钢、·硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼，金刚石等。

车刀型号及用途内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具，是切削加工中应用最广的刀具之一，车刀的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。

车刀种类和用途车刀是应用最广的一种单刃刀具。

也是学习、分析各类刀具的基础。

车刀用于各种车床上，加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。

车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。

其中可转位车刀的应用日益广泛，在车刀中所占比例逐渐增加。

二、硬质合金焊接车刀所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。

三、机夹车刀机夹车刀是采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。

此类刀具有如下特点：（1）刀片不经过高温焊接，避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、产生裂纹等缺陷，提高了刀具的耐用度。

（2）由于刀具耐用度提高，使用时间较长，换刀时间缩短，提高了生产效率。

（3）刀杆可重复使用，既节省了钢材又提高了刀片的利用率，刀片由制造厂家回收再制，提高了经济效益，降低了刀具成本。

（4）刀片重磨后，尺寸会逐渐变小，为了恢复刀片的工作位置，往往在车刀结构上设有刀片的调整机构，以增加刀片的重磨次数。

（5）压紧刀片所用的压板端部，可以起断屑器作用。

四、可转位车刀可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。

一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃，即可继续工作，直到刀片上所有切削刃均已用钝，刀片才报废回收。

更换新刀片后，车刀又可继续工作。

1．可转位刀具的优点与焊接车刀相比，可转位车刀具有下述优点:（1）刀具寿命高由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。

数控车床常用刀具及选择1．数控刀具的结构数控车床刀具种类繁多，功能互不相同。

根据不同的加工条件正确选择刀具是编制程序的重要环节，因此必须对车刀的种类及特点有一个基本的了解。

在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。

数控车床使用的车刀、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具均有整体式和机夹式之分，除经济型数控车床外，目前已广泛使用可转位机夹式车刀。

(1) 数控车床可转位刀具特点数控车床所采用的可转位车刀，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。

但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如下表所示。

表2-2 可转位车刀特点(2) 可转位车刀的种类可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等，见表2-3。

表2-3 可转位车刀的种类(3) 可转位车刀的结构形式①杠杆式：结构见图2-16，由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片所组成。

这种方式依靠螺钉旋紧压靠杠杆，由杠杆的力压紧刀片达到夹固的目的。

其特点适合各种正、负前角的刀片，有效的前角范围为-60°～+180°；切屑可无阻碍地流过，切削热不影响螺孔和杠杆；两面槽壁给刀片有力的支撑，并确保转位精度。

②楔块式：其结构见图2-17，由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、刀片所组成。

这种方式依靠销与楔块的挤压力将刀片紧固。

其特点适合各种负前角刀片，有效前角的变化范围为-60～+180。

两面无槽壁，便于仿形切削或倒转操作时留有间隙。

③楔块夹紧式：其结构见图2-18，由紧定螺钉、刀垫、销、压紧楔块、刀片所组成。

这种方式依靠销与楔块的压下力将刀片夹紧。

其特点同楔块式，但切屑流畅不如楔块式。

此外还有螺栓上压式、压孔式、上压式等形式。

数控机床加工刀具有哪几种？数控刀具刀片选用知识数控车床加工由于精度要求高，且加工工序集中，零件装夹次数少，因此对所使用的数控刀具提出了更高的要求。

下面我们将从几个方面认真介绍数控刀具的分类和安装注意事项。

数控刀具分类依据刀具结构分类（1）整体式刀具：整个刀具为一体，由一块料子加工而成。

（2）镶嵌式刀具：采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不位和可转位两种。

（3）特殊型式刀具：如复合式刀具、减震式刀具等。

依据制造刀具所用的料子分类（1）高速钢刀具：韧性较好，但硬度、耐磨性和红硬性较差。

（2）硬质合金刀具：硬度、耐磨性和红硬性较好，是数控车削中广泛使用的刀具。

（3）石刀具：硬度高，紧要用于加工硬质合金和耐磨料子。

（4）其他料子刀具：如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

从切削工艺上分类（1）车削刀具：用于车削工件的外圆、内孔、螺纹等，包含外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀等。

（2）钻削刀具：用于钻孔、攻螺纹等，包含钻头、铰刀、丝锥等。

（3）镗削刀具：用于镗削工件的孔，包含粗镗刀和精镗刀。

（4）铣削刀具：用于铣削工件的平面、沟槽等，包含面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀等。

数控车床安装车床刀具的步骤及注意事项安装前准备检查刀具是否符合要求，查看刀片、刀杆等有无损坏或磨损过度的情况。

同时，要确保机床的刀盘与工件料子相匹配，躲避显现不合理的切削参数。

安装步骤（1）将刀杆放置在机床的主轴上，确保其稳固不动。

（2）依据工艺要求，选择合适的刀片并安装在刀杆上。

注意刀片的紧固方式和夹紧力，确保其安装坚固。

（3）调整刀具的角度和位置，使其符合加工要求。

同时，要检查刀片的伸出长度和切削参数是否合理。

（4）锁紧刀具，确保其在加工过程中不会发生松动或位移。

注意事项（1）在安装过程中，要躲避损坏刀片和刀杆，确保其表面光滑无毛刺。

同时，要躲避使用不合理的切削参数，以免造成机床和刀具的损坏。

（2）在加工过程中，要时刻关注刀具的状态，如发现异常应及时停机检查并处理。

数控机床⼑具的选择第⼆章数控机床⼑具的选择机械加⼯⾃动化⽣产可分为以⾃动⽣产线为代表的刚性专⽤化⾃动⽣产和以数控机床为主的柔性通⽤化⾃动⽣产。

就⼑具⽽⾔，在刚性专⽤化⾃动⽣产中，是以提⾼⼑具专⽤复合化程度来获得最佳经济效益的。

⽽在柔性⾃动化⽣产中，为适应随机多变加⼯零件的需求，尽可能通过提⾼⼑具及其⼯具系统的标准化、系列化和模块化程度来获得最佳经济效益。

本章简述对数控⼑具的特殊要求：车削类、镗铣类数控⼑具系统；⼑具预调、磨损与破损的⾃动监测。

2.1 对数控⼑具的要求⼑具的选择是数控加⼯⼯艺中的重要内容之⼀，它不仅影响机床的加上效率，⽽是直接影响加上质量。

编程时，选择⼑具通常要考虑机床的加⼯能⼒、⼯序内容、⼯件材料等多⽅⾯的因素。

以数控机床为主的柔性⾃动化加⼯是按预先编好的程序指令⾃动地进⾏加⼯。

应适应加⼯品种多、批量⼩的要求，⼑具除应具备普通机床⽤⼑具应有的性能外，还应满⾜下列要求：1）⼑具切削性能应稳定可靠，避免⼑具过早地损坏，⽽造成频繁地停机。

由于⼑具和⼯件材料性能的分散性，以及⼑具制造⼯艺和⼯作条件控制不⾔，有相当⼀部分⼑具的切削性能远低于平均性能，使⼑具切削性能稳定可靠性差。

因此必须严格控制⼑具材料的质量，严格贯彻⼑具制造⼯艺，特别是热处理和刃磨⼯序。

严格检查⼑具质量，确保⼑具切削性能稳定可靠。

2）⼑具寿命应有较⾼的寿命。

应选⽤切削性能好、耐磨性⾼的涂层⼑⽚以及合理地选择切削⽤量。

3）保证可靠地断屑、卷屑和排屑。

加⼯时，应不产⽣紊乱的带状切屑，缠绕在⼑具、⼯件上；不易断屑的⼑具应保证切屑顺利的卷曲和排出；避免形成细碎的切屑；精加⼯是切屑不划伤已加⼯表⾯；切屑流出时不妨碍切削液浇注。

为了确保可靠地断屑、卷屑和排屑，可采取⼀下措施：合理选⽤可转位⼑⽚的断屑槽槽形；合理地调整切削⽤量；在⼑体中设置切削液通道，将切削液直接输送⾄切削区，有助于清除切屑；利⽤⾼压切削液强迫断屑。

4）能快速地换⼑或⾃动换⼑。