数控刀具和选用
简述数控铣削加工的刀具类型与选用方法
简述数控铣削加工的刀具类型与选用方法数控铣削加工是一种通过数控设备来控制刀具进行铣削加工的工艺。
在数控铣削加工中，刀具的类型和选用方法对于加工效果和质量起着至关重要的作用。
本文将对数控铣削加工的刀具类型和选用方法进行简述。
数控铣削加工中常用的刀具类型有以下几种：1. 铣刀：铣刀是数控铣削加工中最常用的刀具类型之一。
根据不同的加工需求，铣刀可以分为平面铣刀、球头铣刀、立铣刀等多种类型。
平面铣刀适用于加工平面的工件，球头铣刀适用于加工球形的工件，立铣刀适用于加工立体的工件。
2. 钻头：钻头是用于钻孔加工的刀具。
在数控铣削加工中，钻头通常用于预先钻孔，以便后续的铣削加工。
钻头的选用要考虑工件材料、孔径大小、加工精度等因素。
3. 刀片：刀片是用于切削加工的刀具，常用于数控铣床上进行槽铣、开槽等加工。
刀片的选用要考虑加工材料、切削速度、进给速度等因素。
4. 镗刀：镗刀是用于加工孔的刀具，适用于需要加工精度较高的孔。
镗刀的选用要考虑孔径大小、加工精度要求等因素。
对于不同类型的刀具，选用方法也有所不同。
以下是一些常用的选用方法：1. 根据加工材料选择刀具材料：不同的刀具材料对于不同的加工材料有不同的适应性。
例如，对于铸铁材料，可选择硬质合金刀具；对于不锈钢材料，可选择刚玉刀具。
选用合适的刀具材料可以提高刀具的耐磨性和切削性能。
2. 根据加工形状选择刀具类型：不同的工件形状需要选择不同的刀具类型。
例如，对于平面加工，可选择平面铣刀；对于球形加工，可选择球头铣刀。
选用合适的刀具类型可以提高加工效率和加工质量。
3. 根据加工精度选择刀具精度：不同的加工精度要求需要选择不同的刀具精度。
例如，对于一般加工要求，可选择普通刀具；对于高精度加工要求，可选择高精度刀具。
选用合适的刀具精度可以保证加工的精度和质量。
4. 根据加工量选择刀具耐用性：不同的加工量需要选择不同的刀具耐用性。
例如，对于大批量生产，可选择耐磨性好的刀具；对于小批量加工，可选择寿命较长的刀具。
数控刀具材料及选用
数控刀具材料及选用，再也不用盲目选刀加工设备与高性能的数控刀具相配合，才能充分发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。
随着刀具材料迅速发展，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。
一. 刀具材料应具备基本性能刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。
刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。
因此，刀具材料应具备如下一些基本性能：(1) 硬度和耐磨性。
刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。
刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。
(2) 强度和韧性。
刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。
(3) 耐热性。
刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。
(4) 工艺性能和经济性。
刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能；磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。
二.刀具材料的种类、性能、特点、应用1．金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一种材料。
金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能，在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。
尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。
可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。
⑴金刚石刀具的种类①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002靘，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。
②PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD)，自20世纪70年代初，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauinediamond，简称PCD刀片研制成功以后，在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。
数控刀具及其选用
一、选择刀具时应考虑的因素 （1）被加工工件的材料类别（黑色金属，有色金属或合金）； （2）工件毛坯的成形方法（铸造，锻造，型材等）； （3）切削加工工艺方法（车，铣，钻，扩，铰，镗，粗加工，半精加工，精加工等）； （4）工件的结构与几何形状，精度，加工余量以及刀具能承受的切削用量等因素； （5）其他因数包括生产条件和生产类型。
数控刀具及选用
1.1 数控机床刀具的特点
数控机床刀具的特点是标准化、系列化、规格化、模块化和通用化。 为了达到高效、多能、快换、经济的目的，对数控机床使用的刀具有如下要求： （1）具有较高的强度、较好的刚度和抗振性能； （2）高精度、高可靠性和较强的适应性； （3）能够满足高切削速度和大进给量的要求； （4）刀具耐磨性及刀具的使用寿命长，刀具材料和切削参数与被加工件材料之间要适宜； （5）刀片与刀柄要通用化、规格化、系列化、标准化，相对主轴要有较高位置精度，转位、拆 装时要求重复定位精度高，安装调整方便。
1.5 常用数控刀具结构
一、整体式刀具结构 整体式刀具是指刀具切削部分和夹持部分为一体式结构的刀具。 制造工艺简单，刀具磨损后可以重新修磨。
二、机夹式刀具结构 机夹式刀具是指刀片在刀体上的定位形式。 机夹式刀具分为机夹可转位刀具和机夹不可转
位刀具。数控机床一般使用标准的机夹可转位刀具。 机夹可转位刀具一般由刀片、刀垫、刀体和刀
1.4 数控机床刀具分类
按照刀具材料可分为：高速钢刀具，硬质合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼刀具和金刚石刀具。 按照刀具结构可分为：整体式，焊接式，机夹式(可转位和不转位)，内冷式和减振式。 按照切削工艺分为：车削刀具，孔加工刀具（如钻头，丝锥和镗刀等），铣削刀具等。 按照数控工具系统的发展可分为：由整体式工具系统向模块式工具系统发展。有利于提高劳动 生产率，提高加工效率，提高产品质量。 标准化数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。
数控刀具及其选用(共31张PPT)
常用数控刀具的材料
高速钢
普通高速钢 高性能高速钢
数
控
刀
硬质合金
具
的
材
料
金属陶瓷
YG类硬质合金〔ISO-K类〕
YT类硬质合金〔ISO-P类〕
YW类硬质合金〔ISO-M类〕 纯氧化铝类〔白色陶瓷〕 TiC添加类〔黑色陶瓷〕
聚晶金刚石〔PCD〕
聚晶立方碳化硼〔PCBN〕
2.2 可转位刀片的应用及代码
可转位刀具是将预先加工好并带有假设干个切 削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体 上的一种刀具。由刀片和刀体组成。
刀具选择的根本原那么：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，以提高刀具加工的刚 性。
具体应用见P62-63数控车削、数控铣削刀具的选择。
数控刀具的选择
刀具选择应考虑的主要因素有：
被加工工件的材料、 性能
如金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐 磨性等。
2.1.1 数控刀具的种类
按刀具 材料分
高速 钢刀具
硬质合 金刀具
聚晶金 刚石刀具
立方氮 化硼刀具
陶瓷刀具
涂层刀具
2.1.1 数控刀具的种类
车刀
按加工 工艺来分
钻削刀具
镗刀
铣刀
外圆、内孔、螺纹、 钻头、铰刀、 整体式、模块式、 面铣、立铣、
车槽、车成型面
丝锥
镗头类
成型铣刀
2.1.2 数控刀具的特点
TSG整体式镗铣类工具系统
TSG整体式镗铣类工具系统：
把锥柄和刀杆制成一体；
工具系统的柄部形式有直柄和锥柄两种。
TMG镗铣类模块式工具系统
TMG工具系统是把整体式刀具分解成柄部〔主柄模块〕、 中间连接块〔连接模块〕、工作头部〔工作模块〕三个主 要局部，然后通过各种连接结构，在保证刀杆连接精度、 强度、刚性的前提下，将这三局部连接成整体。
数控刀具材料及选用技巧归纳
数控刀具材料及选用技巧归纳数控加工技术自推出以来已得到广泛应用，并逐渐成为了现代制造业的重要基础技术。
数控刀具则是其中的重要组成部分，是数控加工过程中直接参与的切削工具。
为了确保数控加工的准确性和高效性，刀具的材料与选用技巧显得尤为重要。
本文将对数控刀具材料及选用技巧做一些归纳总结。
一、数控刀具的分类及特点1. 按切削方式分类：钻头、铣刀、车刀、螺纹刀等；2. 按材料分类：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、普通钢刀具等；3. 按适用范围分类：铸铁刀具、钣金刀具、铜刀具等。
不同的数控刀具在使用时，具有不同的特点。
如高速钢刀具硬度较低，价格低廉，适合加工较易切削的材料；硬质合金刀具则硬度高、韧性好、适用于切削难加工的材料，但价格较高；陶瓷刀具的硬度最高，耐磨性好，但质量轻，容易折断等。
二、数控刀具材料的选择1. 选择耐磨系数高的材料，如硬质合金刀具与CBN刀片等；2. 选择好维护的材料，如钢铁类材料、碳化钨等；3. 选择体积小、质量轻的材料，能清晰观察加工过程，减小机床负重，如高温陶瓷刀具、钒钛合金刀具等。
在材料选择的过程中，需要综合考虑切削加工的条件、材料特点、成本以及最终的质量要求等因素。
同时还要考虑机床和数控系统的技术参数，以选择适合的刀具材料。
三、数控刀具的选用技巧1. 根据不同切削加工作业选择不同的刀具；2. 根据数控机床的技术参数，避免选择易断裂的刀具；3. 考虑刀具的耐磨性和切削性，以便达到较高的加工效率。
选用数控刀具时，还需要注意一些基础的技巧，如：1.刀具的表面质量是选择刀具的关键因素之一；2. 避免深入切削，从而减少工具磨损；3. 建立合理的数控程序，以充分发挥刀具的潜力。
四、正确保养数控刀具切削刃的钝化往往源于不正确的保养，对其的保养维护是切削刃的使用条件。
下面我们介绍正确的保养技巧。
1. 避免使用含砂粒、粗糙或刮擦物品的清洗方法；2. 分别存放钻、铣、刨等刀具，不要放在一个盒子里；3. 刀具表面应涂上保养油等防锈剂；4. 切削刃失效后，刀具应及时刀磨、选配新刀片。
数控机床、刀具和夹具的选择与使用
数控刀具的选择
▪ 刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一。刀具选择 合理是否不仅影响数控机床的加工效率，而且还直接影响加工质量。 选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容和工件材料等等因 素。
模具制造工艺学
数控机床、刀具和夹具的选择与使用
▪ 数控机床的合理使用 ▪ 1 数控机床的选用原则
▪ 目前，我国生产的数控机床有高档、中档、及经济型3个档次， 经济性数控机床的性能现已有了质的提高，而价格却只有中档数控 的几分之一至十几分之一，应可能选用。
数控机床、刀具和夹具的选择与使用
▪ 数控机床的合理使用 ▪ 2 曲面加工与坐标轴数的选择
1.3 夹具的设计和使用
▪ 对数控机床夹具设计使用的具体要求
3 夹具的设计要方便加工零件的装卸，夹具要能迅速完成零件的 定位、夹紧和拆卸过程。为此，夹具的设计要力求结构简单，整体 性能好，不得有零碎的配件和繁杂的结构。为有效缩短辅助工作时 间，保证装夹的可靠，数控机床夹具常采用气动、液压和偏心夹紧 方式夹紧工件。
切屑缠绕都会影响加工的正常进行，因此，应合理选用断屑槽的形
状、尺寸与切削用量，保证断屑的可靠。
刀柄
▪ 刀柄是加工中心必备的辅助工具，用以将刀具与机床主轴连接 起来。由于加工中心有自动交换刀具的功能，所以刀柄必须满足机 床主轴自动松开和拉紧定位的要求，且能在机械手的夹持下与搬运 下，准确地安装各种切削刀具。
1.3 夹具的设计和使用
▪ 对数控机床夹具设计使用的具体要求
2 为适应数控加工高强度、大切削量的特点，数控夹具的结构应 具备足够的强度与刚度，以避免在振动与装夹力的作用下产生变形； 要避免工件在受强力切削时位置发生错动，数控夹具对工件的夹紧 力就要大一些，为防止过大的夹紧力与较大的切削力使工件产生变 形，夹具的定位点、支撑受力点、夹紧点的选择应慎重。
数控刀具材料与选择
普通刀具材料
三、数控刀具的材料
硬质合金 硬质合金是由难熔金属碳化物（如TiC、WC、NbC等）
和金属粘结剂（如Co、Ni等）经粉末冶金方法制成。 硬质合金的性能特点：硬质合金中高熔点、高硬度碳化物 含量高，因此硬质合金常温硬度很高，达到78～82 HRC， 热熔性好，热硬性可达800℃～1000℃以上，切削速度比 高速钢提高4～7倍。硬质合金缺点是脆性大，抗弯强度和 抗冲击韧性不强。抗弯强度只有高速钢的1/3～1/2，冲击 韧性只有高速钢的1/4～1/35。硬质合金力学性能主要由 组成硬质合金碳化物的种类、数量、粉末颗粒的粗细和粘 化剂的含量决定。碳化物的硬度和熔点越高，硬质合金的 热硬性也越好。粘结剂含量大，则强度与韧性好。碳化物 粉末越细，而粘结剂含量一定，则硬度高。
涂层刀具有四种：涂层高速钢刀具，涂层硬质合金 刀具，以及在陶瓷和超硬材料(金刚石或立方氮化硼)刀 片上的涂层刀具。
三、数控刀具的材料
涂层方式： TiN涂层：在高温时能产生氧化膜，与铁基材料摩擦 系数较小，抗粘结性能好，并能有效降低切削温度。
TiC—TiN复合涂层： 第一层涂TiC，与刀具基体粘牢不易脱落。第二层 涂TiN,减少表面层与工件间的摩擦。 TiC-Al203复合涂层： 第一层涂TiC, 与刀具基体粘牢不易脱落。第二层涂 Al203可使刀具表面具有良好的化学稳定性和抗氧化性 能。 目前单涂层刀片已很少应用，大多采用TiC-TiN复 合涂层或TiC-Al2O3-TiN三复合涂层。
三、数控刀具的材料
陶瓷刀具的特点：有很高的硬度和耐磨性，刀具寿命 比硬质合金高；具有很好的热硬性，摩擦系数低，切削力 比硬质合金小，用该类刀具加工时能提高表面质量。 缺 点是脆性大，抗冲击性能很差。
模具数控加工的刀具选购与使用管理指导
模具数控加工的刀具选购与使用管理指导一、目的：为规范公司的刀具管理和使用，控制刀具耗用成本，提高刀具的使用寿命，减少刀具不合理使用导致加工精度或工件异常问题，提高工作效率，特制定本指导书。
二、适用范围：适用于公司各加工工序使用刀具的管理及采购刀具、刀具仓储管理。
包括：刀具供应商开发、刀具选择、计划、采购、入库保管、领出、使用、车间刀具管理及退库的整个过程。
三、刀具述语与品牌简述：1.刀具定义：广义的刀具包括以下几种：●CNC铣削刀具：包括通用立铣刀（分平底立铣刀、圆鼻立铣刀、球头立铣刀）、非标立铣刀、刀盘、刀粒、刀片、刀头、刀杆等。
●车床刀具：车刀杆、车刀片、装夹卡盘等；●钻床刀具：钻头（分钨钢、高速钢、含钴高速钢、粉末冶金含钴高速钢四种）、枪钻、钻咀、铰刀（分钨钢、高速钢、含钴高速钢三种）等。
●攻丝螺纹刀具：丝攻丝锥（镍基高温合金及钛合金专用丝锥）、螺纹锥等。
●夹具、热装夹头：夹头、刀柄、热胀刀柄、刀把、弹簧筒夹、BIG刀具装夹工具等。
可以根椐不同的加工工件尺寸和工艺方法，按需要组合成铣、钻、镗、铰、攻丝等各类工具进行切削加工。
2.刀具寿命：从开始加工到刀尖报废整个过程中，刀尖切削工件的时间或切削过程中在工件表面实际的长度。
刀尖加工时间为每个刀具公司计算刀具寿命的主要考核指标。
刀具质量、正确选择、合理使用、优化编程、正确操作等因素，对工件加工精度的控制至关重要的，也关系到了刀具的使用寿命，所以，在使用刀具时，了解程式和零件的加工要求，根据加工中心机床的特点，根据工件材料的特性，正确安排加工工艺、优化编程参数（主轴转速、进给量、进给速度、切削速度等）、正确选用刀具夹具、合理使用刀具，发挥刀具最大效果，制造出高精密的零件，降低刀具使用成本；CNC工序的刀具使用量大，故CNC组长是刀具的使用与管理的主要责任人。
3.刀具成本与加工成本的关系：刀具成本：是指在生产过程中，每年采购所有刀具工具的费用，是生产成本的一部分。
数控机床刀具选择和合理使用
数控机床刀具选择和合理使用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。
刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。
数控刀具的分类有多种方法。
根据刀具结构可分为：①整体式;②镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种;③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：①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④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：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等;③镗削刀具;④铣削刀具等。
为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。
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：①刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小;②互换性好，便于快速换刀;③寿命高，切削性能稳定、可靠;④刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间;⑤刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除;⑥系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。
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，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀;铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
数控机床刀具的选择
（2）硬质合金（Cemented Carbide）
1)普通硬质合金
①钨钴类（YG）
WC+Co，强度好，硬度和耐磨性较差， 用于加工脆性材料、有色金属和非金属 材料。常用牌号：YG3、YG6、YG8、 YG6X。数字表示Co的百分含量， Co多 韧性好，用于粗加工； Co少用于精加 工。
2)新型硬质合金 ①钨钛钽（铌）钴类
在YG类中添加 TaC 或 NbC，可提高 高温硬度、强度、耐磨性。用于加工 难切削材料和断续切削。
②通用合金（YW）
在YT类中添加合金，可提高抗 弯强度，冲击韧性，耐热性及高 温强度，抗氧化性等。
（3）新型刀具材料
① 涂层刀具
刀具基体材料上涂一薄层耐磨性 高的难熔金属化合物而得到的刀具材 料.
具 装三面刃铣刀
装面铣刀
M
装有扁尾莫氏锥柄刀具
TQW
倾斜式微调镗刀
XDZ
装直角端铣刀
G C 规格
攻螺纹夹头
TQC
倾斜式粗镗刀
XD
装端铣刀
切内槽工具
TZC
直角形粗镗刀
用数字表示工具的规格，其含义随工具不同而异。有些工具该数字为轮廓尺寸D-L；有些工具 该数字表示应用范围。还有表示其他参数值的，如锥度号等。
②钨钛钴类（YT）
TiC+WC+Co类（YT）：常用牌号有YT5、 YT14、YT15、YT30等。此类硬质合金硬度、 耐磨性、耐热性都明显提高，但韧性、抗冲 击振动性差，主要用于加工钢料,不宜加工脆 性材料。含TiC量多，含Co量少，耐磨性好， 适合精加工；含TiC量少，含Co量多，承受 冲击性能好，适合粗加工。
数控铣(加工中心)的刀具选用
千里之行，始于足下。
数控铣(加工中心)的刀具选用
在数控铣床(加工中心)中，刀具的选择对加工效率和加工质量有着重要的
影响。
下面将就刀具材料、刀具形状、刀具涂层等几个方面来探讨数控铣床刀
具的选用。
1. 刀具材料：常见的刀具材料有高速钢、硬质合金和刚玉等。
高速钢刀具具有较好的塑性和切削性能，适用于切削材料比较软的工件；硬质合金刀具具
有较高的硬度和耐磨性能，适用于切削材料比较硬的工件；刚玉刀具则在超硬
材料加工中具有较好的切削性能。
2. 刀具形状：常见的刀具形状有平头刀、球头刀、角形刀和弧形刀等。
平头刀适用于平面铣削和侧面铣削，常用于粗加工；球头刀适用于曲面加工和球
面加工，常用于精加工；角形刀适用于开槽和切割等操作；弧形刀适用于轮廓
加工和复杂曲线加工。
3. 刀具涂层：刀具涂层能够提高刀具的硬度、耐磨性和润滑性，从而延长刀具寿命和提高加工质量。
常见的刀具涂层有TiN、TiC、TiCN、AlTiN等。
TiN 涂层主要用于加工不锈钢、铸铁和铝合金等材料；TiC涂层适用于加工高硬度
材料；TiCN涂层具有较好的耐磨性和润滑性能；AlTiN涂层具有良好的耐热性
和耐磨性能，适用于高温和高硬度材料加工。
在选择刀具时，还需考虑工件材料、加工要求和加工稳定性等因素。
另外，刀具的刃数、刀具直径和切削参数等也需要根据具体情况进行选择。
在刀具的
使用过程中，还需注意及时更换磨损的刀具、合理设置刀具余量和刀具进给速
度等，以保证加工效率和加工质量。
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数控加工刀具的选择方法
数控加工刀具的选择方法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、加工工序、工件材料的性能、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具和刀柄。
刀具选择的总原则是：适用、安全和经济。
适用是要求所选择的刀具能达到加工的目的，完成材料的去除，并达到预定的加工精度。
安全指的是在有效去除材料的同时，不会产生刀具的碰撞和折断等，要保证刀具及刀柄不会与工件相碰撞或挤擦，造成刀具或工件的损坏。
经济指的是能以最小的成本完成加工。
在同样可以完成加工的情形下，选择相对综合成本较低的方案，而不是选择最便宜的刀具；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结构相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、盘形铣刀和锥形铣刀。
在生产过程中，铣削零件周边轮廓时，常采用立铣刀，所用的立铣刀的刀具半径一定要小于零件内轮廓的最小曲率半径。
一般取最小曲率半径的0.8～0.9倍即可。
零件的加工高度（Z方向的背吃刀量）最好不要超过刀具的半径。
平面铣削时，应选用不重磨硬质合金端铣刀、立铣刀或可转位面铣刀。
一般采用二次进给，第一次进给最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续进给。
选好每次进给的宽度和铣刀的直径，使接痕不影响精铣精度。
因此，加工余量大且不均匀时，铣刀直径要选小些。
精加工时，一般用可转位密齿面铣刀，铣刀直径要选得大些，最好能够包容加工面的整个宽度，可以设置6～8个刀齿，密布的刀齿使进给速度大大提高，从而提高切削效率，同时可以达到理想的表面加工质量，甚至可以实现以铣代磨。
加工凸台和凹槽时，选高速钢立铣刀、镶硬质合金刀片的端铣刀和立铣刀。
在加工凹槽时应采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后再利用刀具半径补偿（或称直径补偿）功能对槽的两边进行铣加工，这样可以提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类。
数控刀具材料的选用
数控刀具材料的选用随着制造技术的不断发展，数控机床在工业中的应用越来越广泛。
数控刀具材料的选用是数控机床加工过程中至关重要的一环，它直接关系到加工效率、成本、质量等方面。
本文将详细解析数控刀具材料的选用，希望对读者有所帮助。
1. 数控刀具的分类数控刀具按照不同的功能可分为面铣刀、立铣刀、钻孔刀、车刀、镗刀等等。
根据材料的不同，刀具可分为硬质合金刀具、高速钢刀具、陶瓷刀具、多晶刚玉刀具等。
其中，硬质合金刀具是目前使用最为广泛的一种切削工具。
2. 数控刀具材料的选择（1）硬质合金刀具硬质合金刀具的主要成分是钨、钴、钛等元素，它的优点是硬度高、耐磨性好、切削效率高等。
因此，硬质合金刀具在加工硬材料时表现尤为突出，是在航空、航天、汽车制造等领域中广泛应用的切削工具。
硬质合金刀具的一些缺点是价格较高、韧性较差，容易断裂等。
这使得硬质合金刀具不能广泛应用于一些需要高精度、高韧性的加工领域。
（2）高速钢刀具高速钢刀具采用优质钢制造，具备高硬度、高韧性、高耐磨性等特点。
它能够满足一些要求精度不高但工件质量要求较高的加工需求，如机械加工、汽车制造等领域。
高速钢刀具的缺点是在加工高硬度、高耐磨性的材料时，效果没有硬质合金刀具那么理想。
（3）陶瓷刀具陶瓷刀具是一种具有优良的物理性能和化学性能的切削工具，具有硬度高、耐磨性好、热稳定性好等优点。
同时，它的密度低、耐酸碱腐蚀，不易产生静电等特点使得陶瓷刀具在一些高精度要求、高危险的环境中广泛应用。
陶瓷刀具的缺点是价格较高，易产生裂痕等。
（4）多晶刚玉刀具多晶刚玉是新型的精细陶瓷材料，具有高硬度、高耐磨性、耐热性好等特点。
它的切削速度比高速钢快2至3倍，比硬质合金快1.5至2倍，成为一种应用领域广泛的高性能材料。
多晶刚玉刀具的主要缺点是价格相对较高，同时在生产过程中难度较大，加工成本会相应提高。
3. 数控刀具材料的维护为了保持刀具的良好使用状态，需要注意下列维护事项：（1）合理的使用刀具：根据不同加工材料选择适合的切削刃数和工作速度，避免使用不适合的刀具导致使用寿命较短。
第三章数控刀具的选用
山特维克可乐满车刀的夹紧方式选择
22
第三章 数控刀具的选用
刀片形状的选择
可 正型（前角）刀片：
转 对于内轮廓加工，小 型机床加工，工艺系
位 统刚性较差和工件结
车 刀
构形状较复杂应优先 选择正型刀片。 负型（前角）刀片：
的 选
对于外圆加工，金属 切除率高和加工条件 较差时应优先选择负
用 型刀片。
23
则宜大些
28
第三章 数控刀具的选用
刃倾角是前刀面
倾斜的角度。重
切削时，切削开
始点的刀尖上要
承受很大的冲击
刃
力，为防止刀尖 受此力而发生脆
倾
性损伤，故需有
角 的
刃倾角。推荐车 削时为3°～5°； 铣削时10°～15°
刃倾角的影响
作 用
刃倾角为负时，切屑流向工件；为正 时，反向排出 刃倾角为负时，切削刃强度增大，但切 削背向力也增加，易产生振动
第三章 数控刀具的选用
刀片形状的选择
可
一般外圆车削常用80°
转
凸三角形、四方形和
位
80 °菱形刀片；仿形 加工常用55 °、35 °
车
菱形和圆形刀片；
刀
在机床刚性、功率允 许的条件下，大余量、
的
粗加工应选择刀尖角
选
较大的刀片，反之选 择刀尖角较小的刀片。
用
根据加工轮廓 选择刀片形状
24
第三章 数控刀具的选用
合金工具代替。
12
第三章 数控刀具的选用
硬质合金刀具
新型硬质合金 刀具加工实例
普通
数
硬质
控 刀 具
合金
超细晶粒 硬质合金
粒径在1μm以下，这种材料具有 硬度高、韧性好、切削刀可靠性 高等优异性能
数控加工常用刀具及参数选择
数控加工常用刀具及加工参数刀具的选择和刀具参数的设置是数控加工工艺中的重要内容,合理地选用刀具和设置刀具参数不仅可以影响数控机床的加工效率,而且可以直接影响加工质量。
1.数控铣削加工常用刀具铣削用刀具通常称为铣刀,普通铣床上的刀具可以用于数控铣床和加工中心上。
一般立式数控加工用铣刀的种类可以有很多种划分方法,既可以从刀具的材料上划分,也可以从刀具的外形上划分,还可以从刀具的用途等方面来划分。
依刀具的外形，数控加工常用的刀具有平刀、圆鼻刀(飞刀)、球刀三种。
（1）平刀平刀底面是平面,平刀是一种以侧刃切削的刀具,所以使用平刀加工时应尽量避免切入底面的工件表面,一般平刀用作开粗和加工平面。
常用平刀大小有D1、D2、D4、D6、D8、D10、D12、D16、D20。
（2）圆鼻刀(飞刀)圆鼻刀底面是平面,每刃都带有圆角,因为底面是平面,所以加工时也应尽量避免切入底面的工件表面,一般圆鼻刀用作开粗,圆鼻刀开粗效果比平刀好。
常用圆鼻刀(飞刀)大小有D25R5、D3OR5。
（3）球刀球刀的切削刃有180°,所以球刀一般用作精加工,球刀切削时较稳定,但球刀不能用作开粗。
常用球刀大小有R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8。
2.加工参数的选择随着模具制造技术的高速发展,刀具的加工参数的设置对加工的效率和加工质量的影响越来越大。
熟练掌握刀具加工参数的设置有利于提高加工的效率和加工质量。
刀具加工参数包括切削速度、进给量、背吃刀量(切削深度)和切削宽度。
（1）切削速度v切削速度是指铣刀刀齿切削处的线速度。
v=πDn/1000式中v—切削速度(m/min）；D—铣刀直径(mm),周铣时为圆柱铣刀外圆直径；n—主轴转速(rmin)（2）进给量a,f铣削进给量有三种形式:铣刀每转过一个刀齿相对工件移动的距离称为每齿进给量a,其大小决定着一个刀齿的负载,a越大,切削力越大,刀齿的负载也越大。
铣刀每转相对工件移动的距离称为每转进给量f。
数控机床加工刀具有哪几种？数控刀具刀片选用知识
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。
数控车削刀具选用
任务4.1 数控车削刀具及选用
4.1.3熟悉刀具基本几何参数及选用
1.车刀的几何形状 金属切削加工所用的刀具种类繁多、形状各异，但是它们参
加切削的部分在几何特征上都有相同之处。外圆车刀的切削 部分可作为其他各类刀具切削部分的基本形态，其他各类刀 具就其切削部分而言，都可以看成是外圆车刀切削部分的演 变。因此，通常以外圆车刀切削部分为例来确定刀具几何参 数的有关定义。
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任务4.1 数控车削刀具及选用
③耐热性。刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度， 具备良好的抗氧化能力。
④工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处 理性能、焊接性能、磨削加工性能等，而且要追求高的性能 价格比。
2.各种刀具材料性能特点及应用 (1)金刚石刀具材料性能特点及应用 金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一
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任务4.1 数控车削刀具及选用
6.刃倾角选用 刃倾角表示刀刃相对基面的倾斜程度，刃倾角主要影响切屑
流向和刀尖强度。切削刃刀尖端倾斜向上，刃倾角为正值， 切削开始时刀尖与工件先接触，切屑流向待加工表面，可避 免缠绕和划伤已加工表面，对精加工和半精加工有利。切削 刃刀尖端倾斜向下，刃倾角为负值，切削开始时刀尖后接触 工件，切屑流向已加工表面;在粗加工开始，尤其是断续切削 时，可避免刀尖受冲击，起保护刀尖的作用，并可改善刀具 散热条件。
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任务4.1 数控车削刀具及选用
4.数控刀具应系列化、标准化和通用化 数控刀具实现系列化、标准化和通用化，可尽量减少刀具规
格，便于刀具管理，降低加工成本，提高生产效率。 5.为了保证生产稳定进行，数控刀具应能可靠地断屑或卷屑
数控刀具材料分类及选择
• 涂层刀具材料
• 在硬质合金或高速钢基体上，涂敷一层几 微米厚的高硬度、高耐磨性的金属化合物 (如碳化钛、氮化钛、氧化铝等)而制成的。
• 涂层硬质合金的刀具寿命至少可提高l～3倍 • 涂层高速钢的刀具寿命可提高2～10倍
刀具的选择
目的
• 通过刀具选择过程，理解影响刀具选择的 主要因素
• (5)螺纹刀具 包括螺纹车刀、丝锥、板牙、 螺纹切头，搓丝板等。
• (6)齿轮刀具 包括齿轮滚刀，蜗轮滚刀、插 齿刀、剃齿刀、花键滚刀等。
• (7)磨具 包括砂轮、砂带、砂瓦、油石和 抛光轮等。
• (8)其它刀具 包括数控机床专用刀具、自 动线专用刀具等。
• 单刃(单齿)刀具和多刃(多齿)刀具；
实验器材
• 数控车床 • 45钢制工件(例如：直径80mm) • 可转位车刀 CNMG120412-RN • 计算器 • 直尺
实验步骤
• 实验教师讲解切削参数对断屑的影响，给定实验数
据：
– 第一组数据：
• 切削速度： 350m/min • 进给率： 0.6 mm/r • 切削深度： 5mm
– 第二组数据：
车削实验一
目的
• 了解可转位车刀的结构，掌握可转位车刀 的装卸方法
实验器材
• 可转位车刀杆 • 可转位刀片 • 垫片 • 垫片螺钉 • 扳手 • 压板 • 开口销 • 夹紧螺钉
实验步骤
• 实验教师讲解并演示可转位车刀的结构和 装卸方法
• 实验学员按要求进行可转位车刀的装卸
车削实验二
目的
• 了解切削参数对断屑的影响
K类
用于加工短切屑的
铸铁件
N类
S类
数控刀具的选用与切削用量的优化
工 件 运 动 的 起 点 ， 以 称 为程 序 起 始 点 或 所
制 定切 削用 量 时 ， 首 先 选择 合理 的 刀具 应
寿命 ， 而合理的 刀具 寿命则应根据优化的
目标 而 定 一 般 分 最 高 生 产率 刀具 寿 命和
同，但应结合数控加工的特点（ 如加工路 置， 这一位置即为程序执行时刀 具相对于
贾 永 臣 山 东铝业 职 业 学 院 ２ ５ ６ ５ ０５
序 的刀具寿命要选得低些 。当某 工序单 位
现 代 刀具 显著 的特 点是 结 构 的创 新 速度 加 快 。随 着 计算 机 应 用领 域 的 不断 扩 大 ， 机
械 加 工 也 开 始 运 用 数控 技 术 ， 就 对 刀具 这 选 择 与 切 削 用量 的 选 择 提 出 了更 高 的要 求 。 文就 如何 选择 数控 加 工 的 刀具 与确 本
数控技 术 ； 械 加 工 ； 机 刀具 选 择 ； 削 用量 切
刚性好 、精度高 ，而 且要 求尺寸稳 定 ，耐 用度高 ，断屑性 和排屑性 能好 ，同时要 求
要搭接 ， 刀具底 刃起作用的半径 ＝ ｒ 而 Ｒ— ， 即直径为ｄ － （ ｒ， ＝２ ￣ Ｒ ） 编程时取刀具半 ２
安装调整方便 ，这样来满足数控机床高效 ： 径为 － ．５Ｒ ｒ。 ０ ９ （ — ）对于一些立体型面和变 率的要求。数控机床上所选用的 刀具常采 斜 角轮廓外形的加工 ，常用球形铣 ７ 、环 Ｊ
■●●
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2.1.1 数控刀具的种类
按刀具 材料分
高速 钢刀具
硬质合 金刀具
聚晶金 刚石刀具
立方氮 化硼刀具
陶瓷刀具
涂层刀具
2.1.1 数控刀具的种类
车刀
按加工 工艺来分
钻削刀具
镗刀
铣刀
外圆、内孔、螺纹、 钻头、铰刀、
车槽、车成型面
丝锥
整体式、模块式、 镗头类
面铣、立铣、 成型铣刀
2.1.2 数控刀具的特点
可转位刀具的两个特征：其一，刀体上安装 的刀片，至少有两个预先加工好的切削刃供使用。 其二，刀片转位后的切削刃在刀体上位置不变， 并具有相同的几何参数。
2.2.1 可转位刀具的基本结构
1、可转位刀具的组成 可转位刀具一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成。 各部分的作用为： 刀片：承担切削，形成被加工表面。
刀具刚性好，切削效率高 要有高的精度和重复定位精度
要有高的可靠性和耐用度 能实现刀具尺寸的预调和快速换刀
具有完善的工具系统 具有刀具管理系统
要有在线监控及尺寸补偿系统
2.1.2 数控刀具的特点
数控车床能兼作粗精车削，因此粗车时，要选强度高、 耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进 给量的要求。精车时，要选精度高、耐用度好的刀具， 以保证加工精度的要求。
2.2.1 可转位刀具的基本结构
3、常用机夹可转位刀片的选用 （1）车外圆的刀片：一般要选通用性较高的及在同一 刀片上切削刃数较多刀片。粗车时选较大尺寸，精车、 半精车时选较小尺寸。 常用刀片形状：S形、T形、C形、R形、W形、D形、V形。 （2）切断刀片：使用直接压制出断屑槽形的切断刀片。 （3）切槽刀片：切深槽用切断刀片，切浅槽用成型刀片 。 （4）螺纹刀片：常用的是L形，又分内、外螺纹刀片 。 （5）切削刃长度的选择：根据背吃刀量进行选择 。 （6）刀尖圆弧的选择：粗车时尽可能采用较大刀尖圆弧 半径，精车时一般用较小圆弧半径 。
刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位置。
夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。
刀体：刀片及刀垫的载体，承担和传递切削力及切削 扭距，完成刀片与机床的联接。
2.2.1 可转位刀具的基本结构
2、可转位刀片型号表示规则
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
可转位刀片型号通过上面10个字符来表示：
1表示刀片形状及夹角 ；2表示主切削刃后角； 3表示刀片尺寸（d、s）公差；4表示刀片断屑及夹固形式； 5表示切削刃长度；6表示刀片厚度； 7表示修光刃的代码 ；8表示特殊需要的代码 ； 9表示进刀方向、倒刃角度 ；10为厂商补充代号等。
数控机床常用刀柄类型（刀柄锥度为7：24 ）有： a. JT类—带有机械手夹持槽； b. ST类—无机械手夹持槽； c. BT类—日本标准（MAS403），带机械手夹持槽。
车削类工具系统
车削类工具系统与数控车床的回转刀架配套： a.立式方形刀架+方形刀体或圆柱刀杆； b.卧式多刀位刀架+模块化车削工具系统。
数控加工的工具系统：由数控刀具及实现刀 具快换所必需的定位、夹紧、抓拿及刀具保 护等机构组成，是刀具与机床的接口。作用： 实现刀具快换及高效切削。
数控加工典型工具系统的种类：车削类工 具系统、TSG整体式镗铣类工具系统、 TMG镗铣类模块式工具系统。
2.1.3 数控加工的工具系统
工具系统的组成： 刀柄、刀杆、刀头或通用刀具。
为减少换刀时间和方便对刀，应尽可能采用机夹刀和机夹 刀片。夹紧刀片的方式要选择得比较合理，刀片最好选择 涂层硬质合金刀片。目前，数控车床用得最普遍的是硬质 合金刀具和高速钢刀具两种。
2.1.3 数控加工的工具系统
由于在数控机床上要加工多种工件，并完 成工件上多道工序的加工，因此需要使用 的刀具品种、规格和数量较多。
2.2.1 可转位刀具的基本结构
3、常用机夹可转位刀片的选用
（7）刀片厚度的选择：通常是根据背吃刀量与进给量来选用 。
（8）刀片后角的选择：0°后角一般用于粗、半精车； 5°、 7°、11°后角一般用于半精、精车、仿形及加工内孔 。
（9）刀片精度的选择：可转位刀片家规定16种精度，其中6 种适合于车刀，代号为H、E、G、M、N、U，H最高Байду номын сангаасU最低， 普通车床粗、半精加工用U级，对刀尖位置要求较高的或数 控车床用M，更高级的用G 。
聚晶金刚石（PCD）
聚晶立方碳化硼（PCBN）
2.2 可转位刀片的应用及代码
可转位刀具是将预先加工好并带有若干个切 削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀 体上的一种刀具。由刀片和刀体组成。
当在使用过程中一个切削刃磨钝了后，只要 将刀片的夹紧松开，转位或更换刀片，使新的切 削刃进入工作位置，再经夹紧就可以继续使用。
卧式多刀位刀架
TSG整体式镗铣类工具系统
TSG整体式镗铣类工具系统： 把锥柄和刀杆制成一体； 工具系统的柄部形式有直柄和锥柄两种。
TMG镗铣类模块式工具系统
TMG工具系统是把整体式刀具分解成柄部（主柄模块）、 中间连接块（连接模块）、工作头部（工作模块）三个 主要部分，然后通过各种连接结构，在保证刀杆连接精 度、强度、刚性的前提下，将这三部分连接成整体。
第2章 数控刀具及其选用
了解数控刀具的种类及特点、如 何正确选择和使用数控加工刀具；学 会根据被加工材料来合理选择数控刀 具的材料和切削参数。
2.1 数控刀具的种类及特点
数控刀具-主要指数车、数铣及加工中心上使用的刀具。 2.1.1 数控刀具的种类
整体式
按结构来分
镶嵌式
内冷式
焊接或机夹式
减振式
复合式
数控刀具的选择：根据零件的材料种类、 硬度、以及加工表面粗糙度要求和加工余量 的已知条件来决定刀片的几何结构（如刀尖 圆角）、进给量、切削速度和刀片牌号。
常用数控刀具的材料
高速钢
普通高速钢 高性能高速钢
数
控
刀
硬质合金
具
的
材
料
金属陶瓷
YG类硬质合金（ISO-K类） YT类硬质合金（ISO-P类） YW类硬质合金（ISO-M类） 纯氧化铝类（白色陶瓷） TiC添加类（黑色陶瓷）
模块式工具系统组成
TMG镗铣类模块式工具系统
TMG21工具系统
刀具系统与加工中心的刀具库
可装20把刀的无臂式ATC刀具库
刀具系统与加工中心的刀具库
可装24把刀的有臂式ATC刀具库
2.1.4 数控刀具的材料
刀具的材料是指切削部分的材料。刀具 材料的性能必需满足：硬度、强度和韧性、 耐磨性、耐热性等条件。同时考虑经济性。