数控刀具常识

篇一：数控刀具的基本常识

数控刀具的基本常识

机床与刀具的发展是相辅相成、相互促进的。刀具是由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中最活跃的因素，刀具切削性能的好坏取决于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、刀具结构及切削参数的合理选择。近几十年来，作为切削加工最基本丰素的刀具材料得到了迅速发展，刀具的结构形式也得到了极大丰富。

数控刀具主要材料种类

(1)超硬刀具。所谓超硬材料是指人造金刚石和立方氮化硼(简称CBN)，以及用这些粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石(简称PCD)和聚晶立方氮化棚(简称PCBN)等。超硬材料具有优良的耐磨性，主要运用于高速切削及难切削材料的加工。

(2)陶瓷刀具。陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高温力学性能，与金属的亲合力小，不易与金属产生粘结，并且化学稳定性好。陶瓷刀具主要应用于钢、铸铁及其合金和难加工材料的切削加工，可以用于超高速切削、高速切削和硬材料切削。

(3)涂层刀具。刀具涂层技术自问世以来，对刀具性能的改善和加工技术进步起着非常重要的作用，涂层技术将传统刀具涂覆一层薄膜后，刀具性能发生了巨大的变化。主要的涂层材料有:Tic、TiN、Ti(C，N)、TiALN、ALTiN等。涂层技术己应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片，满足高速切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、非金属等材质工件的生产技术不同要求。

(4)硬质合金。硬质合刀具是数控加工刀具的主导产品，有的国家有90%以上的车刀和55%以上的铣刀都采用了硬质合金制造，而且这种趋势还在增加。硬质合金可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超晶粒硬质合金。按化学成分区分，可分为碳化钨基硬质合金和碳(氮)化钛基硬质合金。硬质合金在强度、硬度、

韧性及工艺性方面具有优良的综合性能，几乎可用于任何材料的切削加工。

(5)高速钢刀具。高速钢是一种加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。高速钢刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能，在复杂刀具，尤其是制造孔加工刀具、铣刀\螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等一些刃形复杂刀具，高速钢仍占据主要地位。

篇二：数控刀具知识

机床与刀具的发展是相辅相成、相互促进的。刀具是由机床、刀具和工件组成的切削加工工艺系统中最活跃的因素，刀具切削性能的好坏取决于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、刀具结构及切削参数的合理选择。近几十年来，作为切削加工最基本丰素的刀具材料得到了迅速发展，刀具的结构形式也得到了极大丰富。

数控刀具主要材料种类

(1)超硬刀具。所谓超硬材料是指人造金刚石和立方氮化硼(简称CBN)，以及用这些粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石(简称PCD)和聚晶立方氮化棚(简称PCBN)等。超硬材料具有优良的耐磨性，主要运用于高速切削及难切削材料的加工。

(2)陶瓷刀具。陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高温力学性能，与金属的亲合力小，不易与金属产生粘结，并且化学稳定性好。陶瓷刀具主要应用于钢、铸铁及其合金和难加工材料的切削加工，可以用于超高速切削、高速切削和硬材料切削。

(3)涂层刀具。刀具涂层技术自问世以来，对刀具性能的改善和加工技术进步起着非常重要的作用，涂层技术将传统刀具涂覆一层薄膜后，刀具性能发生了巨大的变化。主要的涂层材料有:Tic、TiN、Ti(C，N)、TiALN、ALTiN等。涂层技术己应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片，满足高速切削加工高强度、高硬度铸铁(钢)、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、非金属等材质工件的生产技术不同要求。

(4)硬质合金。硬质合刀具是数控加工刀具的主导产品，有的国家有90%以上的车刀和55%以上的铣刀都采用了硬质合金制造，而且这种趋势还在增加。硬质合金可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超晶粒硬质合金。按化学成分区分，可分为碳化钨基硬质合金和碳(氮)化钛基硬质合金。硬质合金在强度、硬度、韧性及工艺性方面具有优良的综合性能，几乎可用于任何材料的切削加工。

(5)高速钢刀具。高速钢是一种加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。高速钢刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能，在复杂刀具，尤其是制造孔加工刀具、铣刀\螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等一些刃形复杂刀具，高速钢仍占据主要地位.

数控机床上用的刀具应知足安装调整利便、刚性好、精度高、耐费用好等要求。 刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。

刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。

刀柄或工具系统的装机重量有限度。

刀柄的强度要高、刚性及耐磨性要好。

精度、刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度。

刀具应具有较高的精度，包括刀具的外形精度、刀片及刀柄对机床主轴的相对位置 刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。

刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化。

刀片或刀具的耐费用及经济寿命指标的公道性。

刀片及刀柄高度的通用化、规格化、系列化。

有以下特点：

为了达到高效、多能、快换、经济的目的，数控加工刀具与普通金属切削刀具比拟应具 数控加工刀具的特点

特殊型刀具有带柄自紧夹头、强力弹簧夹头刀柄、可逆式（自动反向）攻螺纹夹头刀柄、增速夹头刀柄、复合刀具和接杆类等。

（4）特殊型刀具

成形铣刀

鼓形铣刀

键槽铣刀

圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。它的结构特点是球头或端面上充满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部门用高速钢或硬质合金制造。

模具铣刀 模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头(转 载 于:wWw.cssYQ.COm 书 业 网:数控刀具常识)立铣刀和 立铣刀 立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。结构有整体式和机夹式等，高速钢和硬质合金是铣刀工作部门的常用材料。

面铣刀（也叫端铣刀） 面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可转位结构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。

④铣削刀具 分面铣、立铣、三面刃铣等刀具。

镗刀从结构上可分为整体式镗刀柄、模块式镗刀柄和镗头类。从加工工艺要求上可分为粗镗刀和精镗刀。

③镗削刀具 分粗镗、精镗等刀具。

钻削刀具可用于数控车床、车削中央，又可用于数控镗铣床和加工中央。因此它的结构和联接形式有多种。有直柄、直柄螺钉紧定、锥柄、螺纹联接、模块式联接（圆锥或圆柱联接）等多种。

②钻削刀具 分小孔、短孔、深孔、攻螺纹、铰孔等。

数控车床使用的刀具从切削方式上分为三类：圆表面切削刀具、端面切削刀具和中央孔类刀具。

们与机床刀盘之间的联接是通过槽形刀架和套筒接杆来联接的。在模块化车削工具系统中，刀盘的联接以齿条式柄体联接为多，而刀头与刀体的联接是"插入快换式系统"。它既可以用于外圆车削又可用于内孔镗削，也合用于车削中央的自动换刀系统。

方形刀体一般用槽形刀架螺钉紧固方式固定。圆柱刀杆是用套筒螺钉紧固方式固定。它 常规车削刀具为长条形方刀体或圆柱刀杆。

机夹可转位刀具夹固不重磨刀片时通常采用螺钉、螺钉压板、杠销或楔块等结构。 数控车床机夹可转位刀具类型有外圆刀具、外螺纹刀具、内圆刀具、内螺纹刀具、堵截刀具、孔加工刀具（包括中央孔钻头、镗刀、丝锥等）。

数控车床一般使用尺度的机夹可转位刀具。机夹可转位刀具的刀片和刀体都有尺度，刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金以及高速钢。

①车削刀具 分外圆、内孔、外螺纹、内螺纹，切槽、切端面、切端面环槽、堵截等。 （３）从切削工艺上可分为

⑤金刚石刀具

④立方氮化硼刀具

③陶瓷刀具

K-H类--适于加工淬硬材料

K-N类--适于加工铝、非铁合金

K类--适于加工铸铁、冷硬铸铁、短屑可锻铸铁、非钛合金（相称于我国的YG类） M-S类--适于加工耐热合金和钛合金

M类--适于加工奥氏体不锈钢、铸铁、高锰钢、合金铸铁等（相称于我国的YW类）

P类--适于加工钢、长屑可锻铸铁（相称于我国的YT类）

硬质合金刀片按国际尺度分为三大类：P类，M类，K类。

②硬质合金刀具 硬质合金刀片切削机能优异，在数控车削中被广泛使用。硬质合金刀片有尺度规格系列产品，详细技术参数和切削机能由刀具出产厂家提供。

①高速钢刀具 高速钢通常是型坯材料，韧性较硬质合金好，硬度、耐磨性和红硬性较硬质合金差，不适于切削硬度较高的材料，也不适于进行高速切削。高速钢刀具使用前需出产者自行刃磨，且刃磨利便，适于各种特殊需要的非尺度刀具。

（２）从制造所采用的材料上可分为

⑤特殊型式 如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。

④内冷式 切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部；

③减振式 当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振动，进步加工精度，多采用此类刀具；

②镶嵌式 可分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同，分为可转位和不转位； ①整体式

数控刀具的分类

（１）从结构上可分为

数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具两大类。模块化刀具是发展方向。发展模块化刀具的主要长处：减少换刀停机时间，进步出产加工时间；加快换刀及安装时间，进步小批量出产的经济性；进步刀具的尺度化和公道化的程度；进步刀具的治理及柔性加工的水平；扩大刀具的利用率，充分施展刀具的机能；有效地消除刀具丈量工作的间断现象，可采用线外预调。事实上，因为模块刀具的发展，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。

可转位刀具刀片型号编制标准

1.可转位车刀型号表示规则 GB/T5343.1,它等效采用ISO5680-1989.它适用于可转位外圆车刀、端面车刀、防形车刀及拼装复合刀具的模块刀头的型号编制。其型号也是由按规定顺序排列的一组字母和数字代号所组成。

2.可转位带孔铣刀型号表示规则它是在ISO7406-1986的基础上制订的。它适用于可转位面铣刀、三面刃（槽）铣刀、套式立铣刀及圆柱形铣刀型号的编制。其型号由11个号位组成（面铣刀只有10个号位，没有第11个号位）。前1~4号位表明刀体的特征。波折号后边的号位表示刀片装夹方式和刀片特征。

3.可转位带柄铣刀型号表示规则它是在国际标准ISO7848-1986的基础上制订的。它的型号也由11个号位组成。其中有5个号位表示刀体的特征，两个号位表示柄部的特征，另外4个号位则表示刀片的装夹方法及其切削刃长度的特征。

4.可转位刀片型号表示规则 GB2076-87,等效ISO1832-85,国内外硬质合金厂生产的切削用可转位刀片（包括车刀片和铣刀片）的型号都符合这个标准。它是由给定意义的字母和数字代号，按一定顺序排列的十个号位组成。其中第8和第9个号位分别表示切削刃截面外形和刀片切削方向，只有在需要的情况下才予标出。

二、可转位刀片标准

1.GB2079-87（代替GB2079-80）无孔的硬质合金可转位刀片：此标准等采用国际标准ISO0883-1995.标准中规定了TNUN、TNGN、TPUN、TPGN、SNUN、SNGN、SPUN、SPGN、TPUR、TPMR、SPUR、SPMR共12种类型刀片的系列尺寸。

2.GB2077-87（代替GB2077-80）硬质合金可转位刀片圆角半径：此标准等效采用国际标准ISO3286-1976.标准规定刀尖圆角半径rε的尺寸系列为0.2、0.4、0.8、1.6、2.0、2.4、3.2mm.

3.GB2078-78（代替GB2078-80）带圆孔的硬质合金可转位刀片：此标准等效采用国际标准ISO3364-1985.标准中规定了TNUM、TNMM、TNUG、TNMG、TNUA、TNMA、ENUM、FNMM、WNUM、SNUM、SNMM、SNUG、SNMG、SNUA、SNMA、CNUM、CNMM、CNUG、CNMG、CNUA、CNMA、DNUM、DNMM、DNUG、DNMG、DNUA、DNMA、VNUM、VNMM、VNUG、VNMG、VNUA、VNMA、RNUM、RNMM共36种类型的带圆孔硬质合金刀片尺寸系列。

4.GB2081-87（代替GB2081-80）硬质合金可转位铣刀片：此标准等效采用国际标准ISO3365-1985.此标准规定了SNAN、SNCN、SNKN、SPAN、SPCN、SPKN、SECN、TPAN、TPCN、TPKN、TECN、FPCN、LPEX共13种类型的可转位铣刀片系列尺寸。

5.GB2080-87（代替GB2080-80）沉孔硬质合金可转位刀片：此标准等效采用国际标准ISO6987/1-1993.标准中规定了TCMW、TCMT、WCMW、WCMT、SCMW、SCMT、CCMW、CCMT、DCMW、DCMT、RCMW、RCMT共12种类型的沉孔硬质合金可转位刀片系列尺寸。

三、可转位铣刀标准：

1.可转位立铣刀国家标准GB5340-85:它是参照国际标准ISO6262/1-1982和ISO6263/2-1982制订的。有削平型直柄立铣刀和莫氏锥柄立铣刀两部分。

2.可转位三面刃铣刀国家标准GB5341-85:它是参照国际标准ISO6986-1983制订的。

3.可转位面铣刀国家标准GB5342-85:它是参照国际标准ISO6462-1983制订的。

4.可转位螺旋立铣刀：标准规定了直径32~100mm直柄或锥柄的立铣刀。因其刃部较长，由沿螺旋线方向排列的多片硬质合金可转位刀片相互交错搭接而成，适用于粗铣。

理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2～3倍，要充分发挥数控机床的这一特点，必须在编程之前对工件进行工艺分析，根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。数控加工工艺考虑不周是影响数控机床加工质量、生产效率及加工成本的重要因素。本文从生产实践出发，探讨和总结一些数控车削过程中的工艺问题。

关键字:数控加工车削刀具

1 数控加工工序

数控加工工序的划分在数控机床上加工零件，工序比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序，常用的工序划分原则有以下两种。

保证精度原则

数控加工具有工序集中的条件，粗、精加工常在一次装夹中完成，以保证零件的加工精度，当热变形和切削力变形对零件的加工精度影响较大时，应将粗、精加工分开进行。 提高生产效率的原则

数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。实际生产中，数控加工常按刀具或加工表面划分工序。

2 车刀刀位点的选择

数控加工中，数控程序应描述出刀具相对于工件的运动轨迹。在数控车削中，工件表面的形成取决于运动着的刀刃包络线的位置和形状，但在程序编制中，只需描述刀具系统上某一选定点的轨迹即可。刀具的刀位点即为在程序编制时，刀具上所选择的代表刀具所在位置的点，程序所描述的加工轨迹即为该点的运动轨迹。

在数控车削中，从理论上讲可选择刀具上任意一点作为刀位点，但为了方便编程和保证加工精度，刀位点的选择有一定的要求和技巧。在数控加工中，刀位点的选择一般遵循以下规则：立铣刀应是刀具轴线与刀具底面的交点：球头铣刀是球头的球心：钻头应是钻尖：车刀应是假想刀尖或刀尖圆弧中心，刀具刀位点在选择时应注意： 选择刀具上能够直接测量的点，刀位点与刀具长度预调时的测定点应尽量一致： 在可能的情况下，刀位点应直接与精度要求较高的尺寸或难于测量的尺寸发生联系： 所选择的刀位点能使刀具极限位置直接体现于程序的运动指令中： 编程人员应有习惯性的刀位点选择方法，不宜多变： 所选定的刀位点，在刀具调整图中应以图形标示。

所示端槽刀，采用刀具预调仪对刀时，测量P1点比测量P2点方便，所以选择P1为刀位点比P2好，但若刀具位置的调整和补偿是以试切法确定，而且环槽小圆的加工精度高于大圆精度，则选择P2为刀位点比P1好。

端槽刀刀位点的选择

3 分层切削时刀具的终止位置

当某外圆表面的加工余量较多需分层多次走刀切削时，从第二刀开始要注意防止走刀至终点时背吃刀量的突增。所示，设以90°主偏角的刀具分层车削外圆，合理的安排应是每一刀的切削终点依次提前一小段距离E(E=0.05)。如果E=0，即每一刀都终止在同一轴向位置上，车刀主切削刃就可能受到瞬时的重负荷冲击。如分层切削时的终止位置作出层层递退的安排，有利于延长粗加工刀具的使用寿命。

4 “让刀”时刀补值的确定

对于薄壁工件，尤其是难切削材料的薄壁工件，切削时“让刀”现象严重，导致所车削工件尺寸发生变化，一般是外圆变大，内孔变小。“让刀”主要是由工件加工时的弹性变形引起，“让刀”程度与切削时的背吃刀量密切相关。采用“等背吃刀深度法”，用刀补值作小范围调整，以减少“让刀”对加工精度的影响。所示，设欲加工的外圆尺寸为A，双面余量为2t。试切削时，取T值的一半作为切削时的背吃刀量，试切削在该表面的全长上进行，试切削后，程序安排停车，测量该外圆尺寸是否等于A+T，按出现的误差大小调整刀具的刀补值，然后继续运行程序，完成精加工走刀。由于精加工过程与试切削过程采用相同的背吃刀量和同样的切削速度和进给速度，切削抗力相同，工件相应的弹性变形相同，所输入的刀补值刚好能抵消“让刀”所产生的变形，保证车削工件的尺寸精度。

篇三：数控刀具知识

1、刀具是否磨损，磨损量的大小，最直接的判断方法是听声音，如果切削声音十分沉重或者尖叫刺耳，说明刀具的加工状态不正常，此时可进行简要分析，如果排除了刀具本身质量问题，刀具装夹问题，用刀参数问题，此时应该可以判断是刀具磨损了，需要暂停加工，更换刀具。

2、通过加工中的机床运动状态来判断刀具的磨损情况，如果加工参数，切削用量等设置均合理，加工中机床振动很大，发出“嗡嗡”，此时可以确定刀具达到了急剧磨损状态，需要更换刀具。

通常五金加工业内，都认同把太多的钱花费在错误的刀片上。虽然知道这个问题存在，但解决方案是什么呢？大多数的五金企业仅是试图采购更便宜的刀片。那的确有一些帮助，但它不是这个问题的解决方案。所以为什么不选择一个更结构化的方法呢？

一些采购员通常在谈判更低的价格过程中花费相当多的时间。但这对整个生产成本的影响是可以忽略的，更不用说生产率了。

实效研究

所有的工厂都有一个废刀片的收集点。不存在比研究废刀片更有兴趣的事情，它导致了一个刀片是被如何使用（滥用）的实用主义观点的形成，而且这种手段能被用于实现成本的降低。

考虑事项应该是以下这些易于测量的因素：

使用多少种不同形式的刀片？

刀片拥有的切削刃数量的平均值是多少？

相对于切削刃长度而言，所使用的切削刃占据多大的百分比？

磨损、破坏或未使用的切削刃各有多少数量？

本文的内容是以对一个山高刀具的大客户所进行的研究为基础的。这个研究的结果代表了我们公司常规开展的与此类似的研究工作。

刀片的差异

要确定的第一个事实是所使用的刀片具有很大的差异。在我们的样本中，共有638种不同的刀片来维持六台CNC车床的运转。好的一面是每种刀片都是各个类别的冠军。但是638种刀片采用每盒10片的包装，意味着要库存6,380个刀片。而所有这些仅仅是维持六台车床的运转。下一个事实是每个刀片的切削刃数量相对较少。在很多车间，车刀片仍然是三角形或菱形。最佳组合切削刃数量（三角形刀片）和切削刃强度（菱形刀片）的凸三角刀片所提供的可能性显然在很多车间还没有足够的认知。

守旧派

在20世纪70年代，最佳的建议是使用大尺寸、强壮的刀片。那个时代所使用的硬质合金虽硬，但韧性不够好。刀片的强度通过其尺寸（大刀片=厚刀片=强度高的刀片）来保证。一个刀片要求其切削刃长度至少大于切削深度的三倍。两样东西已经在同时发生了改变。一方面，用于车削的平均切削深度已经明显降低。

由山高刀具开展的一项研究表明，当今车削加工的平均切削深度约为2.5~3mm.另一方面，当今的第四代硬质合金（以TP2500为例）具有很好的韧性，而且同时其硬度（耐磨性）更高。这意味着对于今日的刀片，切削刃长度和切削深度之间的关系能发生彻底的改变。最新一代（以MF5为例）的刀片几何角度显然能适合这种新的形势。

破坏 未使用的切削刃

当你根据它们在使用中的磨损方式来审视刀片时，形势真的变得清晰起来。切削刃磨损的正确形式是后刀面安全、可预计和可控制的磨损。切削刃不应该破裂。切削刃破裂是因为不正确的使用或者是切削刃的不当选用。在被丢到装磨损切削刃的盒子之前，切削刃必须是被“磨损”的。还没有用于加工就被丢弃的“新”切削刃总是惹人注目的。

除了好的刀具涂层好的切削液外，还有切断热电流回路这种新工艺。

众所周知，金属切削过程中由于切屑变形和摩擦，使切削区域产生了高温，同时由于刀具和工件材料不同，构成了热电偶的两极而产生热电动势，产生了直流热电流。热电流容易强化刀具工作表面的氧化过程，加速了刀具的磨损。在一定条件下，刀具与机床、工件与机床的接触区中，以及机床本身的磨擦副之间的接触区中也会产生热电动势--热电流。切削过程中还产生热磁效应和电磁效应，在高温接触区表面还会产生电子发射--放电现象。

近几年国内外科技人员研究表明，切削过程中所产生的热电流以及其它因素所引起的热电流，这两股热电流都是通过机床--刀具--工件--机床系统形成回路。与此同时还有局部的热电流在刀具--工件有限的接触区内循环，因此，加剧了刀具的磨损。所以，提高刀具切削性能和提高刀具耐用度除上述基本途径外，还可采用一种新的途径--即与强化刀具磨损的热电流效应作斗争，即采取切断热电流回路。

切断热电流回路的方法很简单，即使刀具与机床或工件与机床绝缘，使热电流无法通过切削区域不能形成回路，这样就可以减少金属间亲和性，减少了积屑瘤和鳞刺的产生，从而提高了刀具切削性能，提高了刀具耐用度和加工质量。

如何切断热电流回路。对车工来说，在车刀上下面上各用一块胶木垫刀板或塑料垫刀板，使刀杆上下平面、侧面与机床上的方刀架绝缘；对铣工、刨工来说，若用平口钳装夹工件，在钳口与工件之间垫胶木板或橡胶板，使工件与平口钳绝缘；对钻头和立铣刀来说，可采用高强度塑柄钻头和塑柄立铣刀，使刀柄与机床主轴孔绝缘。

通过生产实践证明，切断热电流回路特别适用于加工高强度、高硬度、难切削加工材料的加工才能显示其效果，通常可提高刀具耐用度1～2倍。因此，它是行之有效的一种最简

单、最容易实现的方法。

通常五金加工业内，都认同把太多的钱花费在错误的刀片上。虽然知道这个问题存在，但解决方案是什么呢？大多数的五金企业仅是试图采购更便宜的刀片。那的确有一些帮助，但它不是这个问题的解决方案。所以为什么不选择一个更结构化的方法呢？

一些采购员通常在谈判更低的价格过程中花费相当多的时间。但这对整个生产成本的影响是可以忽略的，更不用说生产率了。

实效研究

所有的工厂都有一个废刀片的收集点。不存在比研究废刀片更有兴趣的事情，它导致了一个刀片是被如何使用（滥用）的实用主义观点的形成，而且这种手段能被用于实现成本的降低。

考虑事项应该是以下这些易于测量的因素：

使用多少种不同形式的刀片？

刀片拥有的切削刃数量的平均值是多少？

相对于切削刃长度而言，所使用的切削刃占据多大的百分比？

磨损、破坏或未使用的切削刃各有多少数量？

本文的内容是以对一个山高刀具的大客户所进行的研究为基础的。这个研究的结果代表了我们公司常规开展的与此类似的研究工作。

刀片的差异

要确定的第一个事实是所使用的刀片具有很大的差异。在我们的样本中，共有638种不同的刀片来维持六台CNC车床的运转。好的一面是每种刀片都是各个类别的冠军。但是638种刀片采用每盒10片的包装，意味着要库存6,380个刀片。而所有这些仅仅是维持六台车床的运转。下一个事实是每个刀片的切削刃数量相对较少。在很多车间，车刀片仍然是三角形或菱形。最佳组合切削刃数量（三角形刀片）和切削刃强度（菱形刀片）的凸三角刀片所提供的可能性显然在很多车间还没有足够的认知。

守旧派

在20世纪70年代，最佳的建议是使用大尺寸、强壮的刀片。那个时代所使用的硬质合金虽硬，但韧性不够好。刀片的强度通过其尺寸（大刀片=厚刀片=强度高的刀片）来保证。一个刀片要求其切削刃长度至少大于切削深度的三倍。两样东西已经在同时发生了改变。一方面，用于车削的平均切削深度已经明显降低。

由山高刀具开展的一项研究表明，当今车削加工的平均切削深度约为2.5~3mm.另一方面，当今的第四代硬质合金（以TP2500为例）具有很好的韧性，而且同时其硬度（耐磨性）更高。这意味着对于今日的刀片，切削刃长度和切削深度之间的关系能发生彻底的改变。最新一代（以MF5为例）的刀片几何角度显然能适合这种新的形势。

破坏 未使用的切削刃

当你根据它们在使用中的磨损方式来审视刀片时，形势真的变得清晰起来。切削刃磨损的正确形式是后刀面安全、可预计和可控制的磨损。切削刃不应该破裂。切削刃破裂是因为不正确的使用或者是切削刃的不当选用。在被丢到装磨损切削刃的盒子之前，切削刃必须是被“磨损”的。还没有用于加工就被丢弃的“新”切削刃总是惹人注目的。

由于CNC系统通过控制刀架的参考点实现加工轨迹，但实际上切削时是使用刀尖或刀刃边缘完成，这样就需要在刀架参考点与刀具切削点之间进行位置偏置，从而使数控系统的控制对象由刀架参考点变换到刀尖或刀刃边缘。这种变换的过程就称之为刀具补偿。

2、分类

刀具补偿一般分成刀具长度补偿和刀具半径补偿．并且对于不同类型的机床与刀具，需要考虑的补偿形式也不一样。对于铣刀而言，主要是刀具半径补偿：对于钻头而言．只有刀具长度补偿；但对于车刀而言，却需要两坐标长度补偿和刀具半径补偿。其中有关的刀具参数，如刀具半径、刀具长度、刀具中心的侗移量等均是预先存入刀补表的，不同的刀补号对应着不同的参数，偏程员在进行程序编制时，通过调用不同的刀具号来满足不同的刀补要求。

据了解，刀具真空热处理技术具有一系列突出的优点：真空热处理具有防氧化的作用。表面不氧化、不脱碳、并有还原除锈作用，省却刀具的粗加工工序，可节约昂贵的刀具钢材和原辅材料的消耗，节省加工时间，降低产品成本；真空热处理具有真空脱气、脱脂作用并无氢脆危险，防止刀具材料难熔金属的表面脆化，使刀具材料表面纯度提高，提高刀具的疲劳强度、塑性和韧性及耐腐蚀性，提高刀具的使用寿命；真空热处理具有淬火变形小，可减少常规淬火变形的校正应力存在，降低刀片使用过程中断裂的可能性，真空热处理刀片的变形为盐浴淬火的1/2-1/10，淬火后一般不需要校正就可精磨加工至成品；真空热处理工艺的稳定性和重复性好。一旦工艺确定，只要输入工艺程序，热处理操作将自动运行。避免常规热处理工艺不稳定造成的刀具质量波动；真空热处理耗电少，电能消耗为常规热处理的80%，生产成本低，但一次性投资成本大；真空热处理操作安全、自动化程度高，工作环境好，无污染无公害，符合我国工业企业清洁生产和持续发展的要求。

深冷技术在刀具产品上的应用是从模具工业应用演变而来。深冷处理与热处理一样，它与材料特性，处理温度，处理速度有很大关系，不同的处理方法其效果有明显不同。深冷技术是对材料在低于－130℃进行处理的一种工艺方法，深冷处理不仅可以显著提高刀具的力学性能和使用寿命，稳定尺寸，改善均匀性、减少变形，而且操作简便，不破坏工件，无污染，成本低，对刀具质量的提高有很大的帮助。

正确选择数控加工中心刀具是提高数控丁作效率，保证数控刀具资源的合理配置，既可以避

免囚个别刀具阅置造成的资源浪费，又可以避免对个别刀具的频繁借用，造成精度无法保证以及生产上的相互牵制。

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。／J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，以提高刀加工中心具加工时的刚性。

选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加丁工件的表面尺寸，相适应。平面零件周边轮廓的加丁，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加：工毛坏表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对—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、锥形铣刀和盅形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加上精度，切削行距一般取得很密，故球头常用于曲面的精加丁。而平头刀具在表面加丁质量和切削效率方面都加工中心优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提卜，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择干头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择奸的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加下效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。

在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此，必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具加工中心能够迅速、准确地装到机床主轴或刀库上。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。H前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄<3种规格)和锥柄(4种规格)两种，共包括16种不同用途的刀柄。

在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测加工中心量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。—，股应遵循以下原则：

(1)尽量减少刀具数量；

(2)一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位：

(3)粗精加工的刀具应分开使用，即使足相同尺寸规格的刀具；

(4)先铣后钻；

(5)先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工：

(6)在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

在数控机床上加工零件时需要使用许多不同规格的数控刀具，当产品结构复杂或者所要加工的产品种类繁多时，程序和刀具的数量会大大增加；由于刀具号并没有一个统一的命名标准，多数企业都是随机对刀具进行命名，因此如果程序员仍然按照以往的选刀指令（如T1 D1、T2 D1）编程，其结果是：1.操作工很可能无法根据T1 或者T2这样的代码选择与程序对应

篇四：数控刀具阅读知识

刀具阅读知识

刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。

绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。

刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28～前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪)，由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。 当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。

然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年，法国的勒内首先制出铣刀。1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。

那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年，美国的泰勒和．怀特发明高速钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。

在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949～1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。

1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能。

刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外，还有组合刀具。

按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、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的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。

刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。

带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄；圆锥柄靠锥度承受轴向推力，并借助摩擦力传递扭矩；圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具，切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成，而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。

刀具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。有的刀具的工作部分就是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。 刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固结构。

刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角，可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形，减小切屑流经前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削热。但增大前角，同时会降低切削刃的强度，减小刀头的散热体积。

在选择刀具的角度时，需要考虑多种因素的影响，如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等，必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度，是指制造和测量用的标注角度在实际工作时，由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变，实际工作的角度和标注的角度有所不同，但通常相差很小。

制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形。

通常当材料硬度高时，耐磨性也高；抗弯强度高时，冲击韧性也高。但材料硬度越高，其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性，以及良好的可加工性，现代仍是应用最广的刀具材料，其次是硬质合金。

聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等；聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属，及合金、塑料和玻璃钢等；碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。

硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具，也可用于高速钢刀具，如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁，使刀具在切削时的磨损速度减慢，涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1～3倍以上。

由于在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难加工材料越来越多，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况，刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料；进一步发展刀具的气相沉积涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾；进一步发展可转位刀具的结构；提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现最佳化。