1數(shù)控加工常用刀具的特點(diǎn)
數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)：
1.     剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及熱變形小；
2.     互換性好，同一品種規(guī)格的刀具耐用度、幾何形狀、尺寸精度基本一致，便于快速換刀；
3.     壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；
4.     刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間；刀具的調(diào)整、裝夾應(yīng)簡(jiǎn)單、方便 。
5.     刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除?br style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(68, 68, 68); font-family: "Microsoft YaHei"; font-size: 12px; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255);"/>6.     具有完善的模塊式工具系統(tǒng)；
7.     系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。
2數(shù)控加工常用刀具的種類
數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。
一、根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：
1.整體式；
2.鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；
3.減震式刀具；
4.內(nèi)冷式刀具；
5.特殊型式，如復(fù)合式刀具，可逆攻螺紋刀具等。
二、根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：
1.高速鋼刀具；
2.硬質(zhì)合金刀具；
3.金剛石刀具；
4.立方氮化硼刀具；
5.陶瓷刀具等；
6.涂層刀具等。
三、按切削工藝可分為：
1.車削刀具
分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切斷、切槽刀具等多種，如圖2-17所示。
常用車削刀具有高速鋼整體刃磨刀具，硬質(zhì)合金焊接式刀具，機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具等。目前，在數(shù)控加工中機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具應(yīng)用已非常普遍，采用該種刀具，可大大縮短工藝輔助時(shí)間，提高切削效率。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的夾緊結(jié)構(gòu)有如圖2-18所示三種。
車削刀具的選用步驟：
（1）確定工序類型——外圓/內(nèi)孔；
（2）確定加工類型——外圓車削/端面車削 / 仿型車削 / 插入車削；
（3）確定刀具夾緊系統(tǒng)——M類夾緊 / S類夾緊/ P類夾緊；
（4）選定刀具類形；
（5）確定刀桿尺寸—— 16 / 20 / 25 / 32 / 40；
（6）選擇刀片——形狀/型號(hào)/槽型/刀尖半徑/牌號(hào)（表2-7，表2-8）。
 
數(shù)控車削加工多使用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，刀具的選擇主要是刀片的選擇，即刀片材料的選擇，刀片尺寸的選擇，刀片形狀的選擇，刀片刀尖半徑的選擇。
（1）刀片材料主要依據(jù)被加工工件的材料、工件表面的精度要求、切削載荷的大小及切削加工過(guò)程中有無(wú)沖擊和振動(dòng)等條件決定。
（2）刀片尺寸主要是指有效切削刃的長(zhǎng)度，根據(jù)背吃刀量ap和主偏角_kr確定，使用時(shí)可查閱相關(guān)手冊(cè)。
（3）刀片形狀根據(jù)被加工工件表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的可轉(zhuǎn)位次數(shù)等因素來(lái)選擇。
（4）刀尖圓弧半徑的大小直接影響刀尖的強(qiáng)度和被加工零件的表面粗糙度。通常在背吃刀量較小的精加工、細(xì)長(zhǎng)軸加工或機(jī)床剛度較差的情況下，選取較小的刀尖圓弧半徑；在需要刀刃強(qiáng)度高、零件直徑大的粗加工中，選取較大的刀尖圓弧半徑。
2.銑削刀具
（1）面銑刀 如圖2-19所示，面銑刀圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。因面銑刀尺寸一般較大，很少做成整體式，多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。
硬質(zhì)合金面銑刀與高速鋼面銑刀相比，銑削速度較高、加工效率高、加工表面質(zhì)量好，并可加工帶有硬皮和淬硬層的工件，所以得到廣泛的應(yīng)用，多用來(lái)加工零件上較大的平面結(jié)構(gòu)。
（2）立銑刀 立銑刀是數(shù)控加工中用的最多的一種銑刀，分整體式和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片式，結(jié)構(gòu)如圖2-20所示。立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刃為副切削刃，主切削刃一般為螺旋齒，可增加切削過(guò)程中的平穩(wěn)性，提高加工精度。由于普通立銑刀端面中心處無(wú)切削刃，所以立銑刀不能作軸向進(jìn)給。
通常，小規(guī)格（4—16mm）立銑刀制成整體式，而φ16mm以上的立銑刀制成焊接式或機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式。整體立銑刀的結(jié)構(gòu)如圖2-21所示。
（3）模具銑刀 模具銑刀是由立銑刀演變而來(lái)的，分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀等幾種。刀柄有直柄、削平型直柄和莫式錐柄三種。如圖2-22所示，該種刀具大多用來(lái)加工各種模具型腔及曲面，一般圓周及球面部分都有切削刃，可作徑向和軸向進(jìn)給。
除整體式模具銑刀外，一些刀具廠商也推出了機(jī)夾可轉(zhuǎn)位模具銑刀，如圖2-23所示。
（4）鍵槽銑刀 鍵槽銑刀結(jié)構(gòu)上類似于立銑刀，通常有兩個(gè)刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面切削刃延伸至中心，加工過(guò)程中既像立銑刀，又像鉆頭。加工時(shí)先軸向進(jìn)給至槽深，然后沿長(zhǎng)度方向銑出鍵槽全長(zhǎng)。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀的直徑d=2～22mm，錐柄鍵槽銑刀的直徑d=14～50mm。
3.鉆、絞削刀具 如圖2-24所示，包括鉆頭、鉸刀等。其中直柄麻花鉆的結(jié)構(gòu)如圖2-25所示。
4.螺紋刀具 對(duì)于公稱尺寸較大的內(nèi)外螺紋，多采用螺紋車刀車削加工，而對(duì)于公稱尺寸較小的螺紋，多采用板牙、絲錐進(jìn)行加工。常用絲錐如圖2-26所示。
5. 鏜削刀具 數(shù)控銑床上用的鏜孔刀具與數(shù)控車床上用的內(nèi)孔刀具在結(jié)構(gòu)上是相似的，只是刀柄結(jié)構(gòu)有所差異，通常數(shù)控銑床上用的鏜刀大部分為圓柱直柄鏜刀，如圖2-27所示。
數(shù)控加工過(guò)程中除用到以上刀具外，有時(shí)還用到一些成型刀具。
為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。
銑削刀具的選擇：
1）銑刀類型的選擇
銑刀類型應(yīng)與被加工工件的尺寸與表面形狀相適應(yīng)，加工較大的平面應(yīng)選擇面銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔可選擇鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀；加工曲面可采用球頭銑刀；加工曲面較平坦的部位可采用環(huán)形銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成形表面多采用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀。
2）銑刀參數(shù)的確定
面銑刀粗銑時(shí)刀具直徑應(yīng)小些，精銑時(shí)，銑刀直徑應(yīng)大些，盡量包容整個(gè)加工寬度。立銑刀應(yīng)根據(jù)工件的材料、刀具的加工性質(zhì)選擇合適的刀具參數(shù)（直徑、前角、后角、長(zhǎng)度等）。
2.4數(shù)控鉆、鏜、銑加工刀具的裝夾工具系統(tǒng)
2.4.1刀柄的分類
加工中心的主軸錐孔通常分為兩大類，即錐度為7:24的通用系統(tǒng)和1:10的
HSK真空系統(tǒng)。
1.7:24錐度的通用刀柄
錐度為7:24的通用刀柄通常有五種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，即NT（傳統(tǒng)型）、DIN 69871（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）、IS0 7388/1 （國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)） 、MAS BT（日本標(biāo)準(zhǔn)）以及ANSI/ASME（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）。
NT型刀柄對(duì)應(yīng)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為DIN 2080，是在傳統(tǒng)型機(jī)床上通過(guò)拉桿將刀柄拉緊，國(guó)內(nèi)也稱為ST；其它四種刀柄均是在加工中心上通過(guò)刀柄尾部的拉釘將刀柄拉緊。
目前國(guó)內(nèi)使用最多的是DIN 69871型（即JT）和MAS BT 型兩種刀柄。DIN 69871型的刀柄可以安裝在DIN 69871型和ANSI/ASME主軸錐孔的機(jī)床上，IS0 7388/1型的刀柄可以安裝在DIN 69871型、IS0 7388/1 和ANSI/ASME主軸錐孔的機(jī)床上，所以就通用性而言，IS0 7388/1型的刀柄是最好的。
2.1:10的HSK真空刀柄
HSK真空刀柄的德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是DIN69873，有六種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，即HSK-A、 HSK-B、 HSK-C、 HSK-D、 HSK-E和HSK-F，常用的有三種：HSK-A (帶內(nèi)冷自動(dòng)換刀) 、 HSK-C (帶內(nèi)冷手動(dòng)換刀) 和HSK-E(帶內(nèi)冷自動(dòng)換刀，高速型)。
7:24的通用刀柄是靠刀柄的7:24錐面與機(jī)床主軸孔的7:24錐面接觸定位
連接的，在高速加工、連接剛性和重合精度三方面有局限性。HSK真空刀柄靠刀柄的彈性變形，不但刀柄的1:10錐面與機(jī)床主軸孔的1:10錐面接觸，而且使刀柄的法蘭盤面與主軸面也緊密接觸，這種雙面接觸系統(tǒng)在高速加工、連接剛性和重合精度上均優(yōu)于7:24的通用刀柄。
2.4.2刀柄結(jié)構(gòu)組成
1.拉釘
如圖2-28所示，拉釘有三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：θ角、長(zhǎng)度l以及螺紋G。根據(jù)三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的不同，每種刀柄配備的拉釘也不同。當(dāng)然，拉釘還有是否帶內(nèi)冷卻孔之分。
刀柄拉釘?shù)摩冉怯腥缦聨追N情況：
（1）MAS BT（日本標(biāo)準(zhǔn)）刀柄拉釘θ角有45°、60°和90°之分，常用的是 45°和60° ；
（2）DIN 69871刀柄拉釘（通常稱為DIN 69872－40/50）θ角只有75°一種；
（3）IS0 7388/1刀柄拉釘（通常稱為IS0 7388/2－40/50）θ角有45°和75°兩種；
（4）ANSI/ASME（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）刀柄拉釘θ角有45°、60°和90°之分。
關(guān)于刀柄拉釘?shù)穆菁yG，除ANSI/ASME（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）刀柄拉釘存在有英制螺紋標(biāo)準(zhǔn)外，其它三種均使用公制螺紋，40#刀柄拉釘通常使用M16螺紋，50#刀柄拉釘通常使用M24螺紋。
2.刀柄
一般刀柄分為整體式和模塊式兩類。下面我們僅以7:24的通用刀柄來(lái)介紹常用的幾種整體式刀柄。
    （1）彈簧夾頭刀柄
即通常所說(shuō)的ER刀柄系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)組成如圖2-29所示，它是目前加工中心上最常用的刀柄，可以用來(lái)夾持直柄的鉆頭、立銑刀以及絲錐等。其標(biāo)示如下：
BT50  ×  ER32  –  150
         |         |         ∟ 刀柄長(zhǎng)度
   刀柄型號(hào) 彈性套筒型號(hào)（ER32彈性套筒）
（2）直結(jié)式鉆夾頭刀柄
    又稱為整體式精密鉆夾頭刀柄，如圖2-30所示，該種刀柄不需要彈性套筒而可以在一個(gè)大的尺寸范圍內(nèi)鎖緊刀具，具有鉆孔、攻絲、立銑以及鉸孔等功能。其標(biāo)示如下：
         BT50 -  ZZJT13 – 150
          |         |       ∟  刀柄長(zhǎng)度
      刀柄型號(hào)   夾持范圍(Ф1mm－ Ф13mm)
（3）側(cè)固式刀柄
    側(cè)固式刀柄包括兩種：削平面的側(cè)固式銑刀柄（DIN 1835-B）和帶2o斜削
平面的側(cè)固式鉆刀柄（DIN 1835-E），如圖2-31所示 。其標(biāo)示如下：
       BT50 -  XP20 – 105
         |      |        ∟ 刀柄長(zhǎng)度
刀柄型號(hào)   夾持直徑(20mm)
   JT50 -     XM27   –  60
    |         |          ∟ 刀柄長(zhǎng)度
  刀柄型號(hào)   面銑刀中心孔直徑(27mm)
（5）強(qiáng)力銑刀柄
強(qiáng)力銑刀柄的刀體厚實(shí)，剛性高振動(dòng)少；刀頭內(nèi)部帶有螺旋槽和窄槽，夾持力強(qiáng)、跳動(dòng)精度高（5μ以內(nèi)）并防止刀具高速時(shí)脫落。
主要用于強(qiáng)力銑削、鉆孔以及剛性攻絲，同時(shí)也用于夾持直桿鏜刀、直桿
彈簧夾頭延長(zhǎng)桿、直桿攻絲夾頭。其標(biāo)示如下：
        BT50   -   ZC32 – 110
         |          |       ∟ 刀柄長(zhǎng)度
     刀柄型號(hào)   夾持直徑(32mm)，也即套筒外徑