数控机床用刀具的类型和规格

开发模块化刀具的主要优点是:减少换刀停机时间，提高生产加工时间；加快换刀和安装时间，提高小批量生产的经济性；提高刀具的标准化和合理化；提高刀具管理和柔性加工水平；扩大工具的利用率，充分发挥工具的性能；为了有效消除刀具测量的中断，可以采用离线预调整。实际上，由于模块化刀具的发展，数控刀具已经形成了三大系统，即车刀系统、钻孔刀具系统和镗铣床刀具系统。

(1)在结构上可以分为

①整体型

②镶嵌式可分为焊接式和机夹式。根据刀体结构的不同，机夹类型可分为可转位和不可转位；

③阻尼型

当工作臂长度与刀具直径的比值较大时，为了减小刀具的振动，提高加工精度，常采用这种刀具。

(4)内部冷却的切削液通过刀体内部的喷嘴孔喷射到刀具的切削刃上；

⑤复合刀具、可逆攻丝刀具等特殊类型。

(2)从制造中使用的材料来看，它可以分为

①高速钢刀具

高速钢通常是型坯材料，韧性比硬质合金好，但硬度、耐磨性和红硬性比硬质合金差。它不适合切割硬度较高的材料或高速切割。高速钢刀具使用前需要厂家进行刃磨，刃磨方便，适用于各种有特殊需求的非标刀具。

(2)硬质合金刀具硬质合金刀片具有优良的切削性能，在数控车削中应用广泛。硬质合金刀片有一系列标准规格的产品，具体的技术参数和切削性能由刀具生产厂家提供。

硬质合金刀片按国际标准分为P、M、k三类，P级——适用于加工钢材和长切屑的可锻铸铁(相当于我国的YT级)。

M级-适用于加工奥氏体不锈钢、铸铁、高锰钢、合金铸铁等。(相当于中国的YW级)M-S级——适用于加工耐热合金和钛合金。

K-适用于加工铸铁、冷硬铸铁、短切可锻铸铁、非钛合金(相当于国内的YG)，K-N-适用于加工铝和非铁合金，K-H-适用于加工硬化材料。

③陶瓷工具

④立方氮化硼刀具

⑤金刚石工具

(3)从切割过程可以分为

①车削工具

外圆、内孔、外螺纹、内螺纹、开槽、切削端面、切削端面环槽、切断等。

数控车床一般使用标准的旋转刀具。旋切机的刀片和刀体有标准，刀片材料有硬质合金、涂层硬质合金和高速钢。

数控车床装夹的回转刀具类型有外圆刀具、外螺纹刀具、内螺纹刀具、切削刀具和孔加工刀具(包括中心孔钻、镗刀和丝锥等。).

机夹旋切机夹持非刃磨刀片时，一般采用螺钉、螺旋压板、杠杆销或楔子等结构。传统的车刀是长的方形刀体或圆柱形刀夹。一般方形刀体是通过紧固凹槽刀头螺钉来固定的。圆柱形刀杆通过套筒螺钉紧固来固定。它

刀具与机床刀盘之间的连接是通过槽型刀架和套筒连杆连接的。模块化车刀系统中，刀盘的连接多为齿条式刀柄，刀盘与刀体的连接为“插入式快换系统”。它既可用于外圆车削，也可用于镗削内孔，还可用于车削中心的自动换刀系统。

数控车床使用的刀具可分为三大类:圆锥面刀具、端面刀具和中心孔刀具。

②钻具分为小孔、短孔、深孔、攻螺纹和铰孔。

钻具可以用在数控车床和车削中心，也可以用在数控镗铣床和加工中心。因此，它有许多结构和连接形式。有很多种，比如直柄、直柄螺钉紧固、锥柄、螺纹连接、模块连接(圆锥形或圆柱形连接)等等。

(3)镗刀分为粗镗、精镗和其他刀具。镗刀在结构上可分为整体式镗刀架、组合式镗刀架和镗刀头。根据加工工艺要求，可分为粗镗刀和精镗刀。

④铣削工具

面铣、立铣、三面刃铣等切削工具。

●端面铣刀(也称为端铣刀)

面铣刀的圆周面和端面上都有切削刃，端面切削刃为二次切削刃。面铣刀大多采用嵌套式齿镶块结构和刀架可转位结构。刀齿由高速钢或硬质合金制成，刀体为40Cr。

●端铣刀

端铣刀是数控机床上应用最广泛的铣刀。立铣刀的圆柱面和端面上有切削刃，可以同时切削，也可以单独切削。有整体式和机夹式结构，铣刀工作部分常用的材料有高速钢和硬质合金。

●模具铣刀模具铣刀是由端铣刀发展而来的，可分为锥形端铣刀、圆柱球头端铣刀和

圆锥球头立铣刀有三种，其刀柄包括直柄、扁直柄和莫氏锥柄。其结构特点是球头或端面布满切削刃，周向刃与球头刃呈弧形连接，可用于径向和轴向进给。铣刀的工作部分由高速钢或硬质合金制成。

●键槽铣刀

●鼓形铣刀

●成型铣刀

(4)专用切割工具

专用工具有带手柄的自紧卡盘、强力弹簧卡盘手柄、可逆(自动反转)攻丝卡盘手柄、增速卡盘手柄、复合工具、连杆等。

2.数控加工工具的特点

为了达到高效、多功能、快速变化和经济的目的，数控加工工具与普通金属切削工具相比应具有以下特点:

●刀片和手柄高度的通用化、标准化和系列化。

●刀片或刀具的耐久性和经济寿命指标的合理性。

●刀具或刀片的几何参数和切削参数的标准化和典型化。

●刀片或刀具的材料和切削参数应与要加工的材料相匹配。

●刀具应具有较高的精度，包括刀具的形状精度以及刀片和刀柄与机床主轴的相对位置。

精度、刀片和手柄分度以及拆卸和组装的重复精度。

●手柄的强度、刚度和耐磨性要高。

●工具手柄或工具系统的安装重量有限。

●要求刀片和手柄的切割位置和方向。

●应优化刀片和刀柄的定位基准以及自动换刀系统。

数控机床使用的刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐久性好的要求。

编程时，正确选择数控刀具非常重要。对数控刀具的一般要求是安装调整方便、刚性好、精度高、耐用好。在此基础上，综合考虑工件材料的切削性能、机床的加工能力、数控加工工艺的种类、切削量以及与机床和数控装置工作范围相关的诸多因素。

选择因素

(1)生产性这里的生产性是指零件的批量大小，主要考虑加工成本对刀具选择的影响。比如在大批量生产中使用专用工具可能更划算，而在单件或小批量生产中选择标准工具更合适。

(2)机床类型用来完成工序的数控机床对所选刀具类型(钻头、车刀或铣刀)的影响。在保证工件系统和刀具系统具有良好刚性的条件下，允许使用高生产率的刀具，如高速切削车刀和高进给车刀。

(3)不同的数控加工方案可以使用不同类型的刀具。例如，孔可以通过钻孔和铰孔钻来加工，也可以通过钻孔和镗刀来加工。

(4)工件的尺寸和形状也影响刀具类型和规格的选择。例如，应该使用特殊的工具来加工特殊的表面。

(5)加工表面粗糙度加工表面粗糙度影响刀具的结构形状和切削参数。比如毛坯粗铣时可以用粗齿铣刀，精铣时最好用细齿铣刀。

(6)加工精度加工精度影响精加工刀具的类型和结构形状。例如，孔的最终加工可以根据孔的精度采用钻孔、铰孔、铰孔或镗孔工具进行加工。

(7)工件材料工件材料会决定刀具材料的选择和切削零件的几何参数，刀具材料关系到工件的加工精度和材料硬度。

性能需求

由于数控机床具有加工精度高、加工效率高、加工程序集中、零件装夹次数少的特点，对使用的数控刀具提出了更高的要求。从刀具性能上来说，数控刀具要高于普通机床使用的刀具。

在选择数控刀具时，首先要优先选择标准刀具，只有在必要时才能选择各种高效复合刀具和特殊专用刀具。在选择标准数控刀具时，应结合实际情况，尽量选择各种先进刀具，如旋转刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷刀具等。

数控机床选择刀具时，还应考虑以下几个方面:

(1)数控刀具的类型、规格、精度等级应满足加工要求，刀具材料应与工件材料相兼容。

(2)良好的切削性能。为了适应刀具在粗加工或难加工材料的工件加工中可以采用大背吃刀量和高进给量，刀具应能承受高速切削和强力切削。同时，同一批刀具必须切削性能和刀具寿命稳定，以便根据刀具寿命更换刀具或数控系统管理刀具寿命。

(3)精度高。为了满足数控加工和自动换刀的高精度要求，刀具必须具有高精度，如某些整体立铣刀的径向尺寸精度高达0.005 mm。

(4)可靠性高。为了保证数控加工中不会出现刀具的意外损坏和潜在缺陷，影响加工的顺利进行，要求刀具及其组合附件必须具有良好的可靠性和较强的适应性。

(5)耐久性高。无论在粗加工还是精加工中，数控加工刀具都要比普通机床使用的刀具具有更高的耐用度，以最大限度地减少换刀或磨刀及找正的次数，从而提高数控机床的加工效率，保证加工质量。

(6)良好的断屑和排屑性能。在数控加工中，断屑和排屑不能像普通机床加工那样及时手动处理。切屑容易缠绕在刀具和工件上，会损坏刀具和划伤工件的加工面，甚至造成人身伤害和设备事故，影响加工质量和机床的安全运行。因此，要求刀具具有良好的断屑和排屑性能。

选择方法

刀具的选择是数控加工技术中的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床的主轴转速和范围远高于普通机床，主轴输出功率更大，与传统加工方式相比，对数控机床提出了更高的要求，包括精度高、强度高、刚性好、耐用度高、尺寸稳定、安装调整方便等。这就要求刀具结构合理，几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，其选择取决于被加工零件的几何形状、材料状态，以及夹具和机床所选刀具的刚度。应考虑以下几个方面:

(1)根据零件材料的切削性能选择刀具。如果车削或铣削高强度钢、钛合金和不锈钢零件，建议选择耐磨性好的可转位硬质合金刀具。

(2)根据零件的加工阶段选择刀具。也就是说，在粗加工阶段，应选择刚性较好、精度较低的刀具，而在半精加工和精加工阶段，要保证零件的加工精度和产品质量，应选择耐用度和精度较高的刀具，粗加工阶段精度最低，精加工阶段精度最高。如果粗加工和精加工选用同一刀具，建议粗加工时选用精加工淘汰的刀具，因为精加工淘汰的刀具磨损多为刀片轻微磨损和涂层抛光，继续使用会影响精加工的加工质量。

数据链接:数控加工刀具的选择_百度百科