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数控刀具的选择方法

1、数控刀具的选择

数控机床刀具的选择和确定是数控加工中的重要内容,它不仅影

响数控机床的加工效率,而且直接影响加工质量。它与普通机床相比,

对刀具提出了更高的要求,这体现在要求精度高、刚性好、装夹调整

方便、切削性能强、寿命长等方面。数控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、切削用量以及其他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、寿命长和精度高。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。

选择刀片或刀具时应考虑的因素是多方面的。随着机床种类、型

号的不同,生产经验和习惯的不同以及其他种种因素而得到的效果是

不相同的,归纳起来应该考虑到以下几个方面。

(1)刀片形状的选择

加工的零件形状是选择刀片形状的第一依据。刀片安装在刀柄上,

刀具主、副切削刃不得与工件的已加工表面或待加工表面发生干涉。

刀具形状与切削区的刀尖角的大小有直接关系,因此刀片形状直

接影响刀尖强度,刀尖角越大,刀尖强度越高。按刀尖角大小顺序排

为:R、O、H、P、S、L、M、A、B、W、C、E、T、K、D、V。另外,

刀尖角越大,车削中对工件的径向分力越大,越易引起切削振动,故

精加工时宜采用较小的刀尖角型号。

在保证刀具强度、工件精度的前提下,可选用切削刃较多的W

型、T型刀片。

此外,某些刀片形状的使用范围有其专用性。如D型、V型车削

刀片一般只在仿形车削时才使用。R型刀片在仿形、车削盘类零件(车

轮)、曲面加工时采用。

(2)刀片主切削刃后角的选择

当刀片后角选N型0°时,刀片可正反使用,这样可以降低刀片

成本。此时刀柄上的刀片安装面不是水平的,当刀片与刀体组合后,

刀具形成正的后角,只是刃倾角为负。由于数控机夹刀片一般都有断

屑槽,故前角也为正值。因此N型刀片被较多选用,选用时注意考虑

槽形。另外,由于该型刀具的刃倾角为负,在进行曲面加工时,刀具

上切削点位置不同,且不在同一中心高上,故在进行较大的精密曲面

加工时会造成误差。

主切削刃后角型号一般选择原则如下。

1)可转位车削用刀片后角的选择。凡重负荷粗加工,刀片一律

选用N型0°后角刀片;带断屑槽的N型刀片分别可选用为精加工、

半精加工、粗加工;B、C、P型选用为精加工、半精加工;铝及非金

属材料车削刀片,宜选用E型。

2)孔加工用刀片后角的选用。一般镗孔刀片,选用C、P型,对

大尺寸孔可选用N型;钻孔用的刀片,选用C、P型。

3)可转位铣削用刀片后角的选用。

面铣刀用刀片:强冲击切削用N型,一般铣削用P、D型,不锈

钢类难加工材料宜选用E、D型,铝及非金属材料选用F型。

立铣用刀片:常用D、P型,有色金属用E型,立装刀片用N型。

三面刃铣刀:常用P型,立装刀片用N型。

(3)刀片精度的选择

选用G级精度的车刀片的主要原因是为了获得精磨的锋利刃口,

比如为了减轻振动而降低切削力;非铁金属材料的精加工、半精加工

宜选用G级精度刀片;精加工至重负荷粗加工,除上述两特例外都可

选用M级刀片。

(4)可转位刀片的固定形式的选择

对刀片固定形式的选择,实际是对刀具的装夹结构的选择。当刀

柄确定后,刀片的固定形式就已经确定了。就一般情况而言:外圆车

刀选M、P、C型较多;面铣刀选S、C型较多;立装刀片原则上选用

沉孔固定形式;排屑空间受限制的加工环境,如中小尺寸的内孔镗削

刀具、浅孔钻、深孔钻,宜选用S型固定形式。

(5)刀片切削刃长

平装可转位刀片所使用的切削刃有效长度不应超过切削刃长度

的2/3,立装刀片特别是铣刀片可以大一点。

(6)刀片厚度的说明

刀片厚度在前面的代码选定后,即已确定,没有选择的自由。

(7)刀尖圆弧半径及修光刃代码

1)半径选用的关键因素

包括粗加工时的强度和精加工时的表面质量。

2)刀尖半径选择原则

选择尽可能大的刀尖圆弧,以获得坚固的切削刃,大刀尖半径时

允许使用高进给量;如果有振动倾向,选择小的刀尖半径;孔加工时

为减小振动倾向,刀尖圆弧半径应选择小一点。

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