如何正確選擇合適的數控刀具

數控刀具選擇原則
1、加工中**重要的是刀具
任何一把刀具停止工作，都意味著(zhù)生產(chǎn)出現停頓。但并不意味著(zhù)每把刀具都具有同樣重要的地位。切削加工時(shí)間**長(cháng)的刀具對生產(chǎn)周期的影響更大，因此同等前提下，應當給予這把刀具更多關(guān)注。此外，還應該注意加工關(guān)鍵部件及加工公差范圍要求**嚴格的刀具。另外，對切屑控制相對差的刀具，如鉆頭、切槽刀、螺紋加工刀具也應重點(diǎn)關(guān)注。因為切屑控制不佳可引起停機。
2、與機床相匹配
刀具分右手刀及左手刀，因此選擇正確的刀具非常重要。通常，右手刀具適合于逆時(shí)針旋轉（CCW）的機床（沿主軸方向看）；左手刀具適合于順時(shí)針旋轉（CW）的機床。如果你有幾臺車(chē)床，一些夾持左手刀具，其他的左右手兼容，那么請選擇左手刀具。而對于銑削而言，人們通常傾向于選擇通用性更強的刀具。但是盡管此類(lèi)刀具涵蓋的加工范圍更大，也令你即刻損失了刀具的剛性，增大了刀具撓曲變形，降低了切削參數，同時(shí)更容易引起加工振動(dòng)。另外，機床更換刀具的機械手對刀具的尺寸及重量也有所限制。若你購買(mǎi)的是主軸帶內冷卻通孔的機床，也請選擇帶內冷卻通孔的刀具。
3、與被加工材料相匹配
碳鋼是機械加工中**常見(jiàn)的被加工材料，因此大多數刀具基于優(yōu)化碳鋼加工設計。刀片牌號需依據被加工材料進(jìn)行選擇。刀具制造商提供一系列的刀體及相配合的刀片用于加工諸如高溫合金、鈦合金、鋁、復合材料、塑料及純金屬等非鐵材料。當你需要加工上述材料時(shí)，請選擇相匹配材質(zhì)的刀具。絕大多數品牌都有各種系列刀具，標明適合加工什么材料。如DaElement的3PP系列就主要用來(lái)加工鋁合金、86P系列專(zhuān)門(mén)來(lái)加工不銹鋼、6P系列專(zhuān)門(mén)來(lái)加工高硬鋼。
4、刀具規格
常見(jiàn)的錯誤是所選的車(chē)刀規格太小，銑刀規格太大。大規格的車(chē)刀剛性更佳；而大規格的銑刀不僅價(jià)格更高，且空切時(shí)間更長(cháng)?？傮w而言，大規格的刀具價(jià)格高于小規格刀具。
5、選擇可換刀片式還是重新修磨式刀具
遵循的原則很簡(jiǎn)單：盡量避免修磨刀具。除了少數鉆頭和端面銑刀外，條件允許下，盡量選擇可換刀片式或可換刀頭式刀具。這會(huì )為你節省勞動(dòng)力開(kāi)支，同時(shí)獲得穩定的加工效果。
6、刀具材料及牌號
刀具材料及牌號的選擇與被加工材料性能，機床**大速度及進(jìn)給率密切相關(guān)。為被加工材料組選擇更通用的刀具牌號，通常會(huì )選擇涂層合金牌號。參考刀具供應商提供的“牌號應用推薦圖表”。在實(shí)際應用中，常見(jiàn)的錯誤是用替換其他刀具廠(chǎng)家類(lèi)似的材料牌號試圖解決刀具壽命問(wèn)題。如果你現有的刀具不理想，那么改選接近的其他廠(chǎng)家牌號很可能帶來(lái)類(lèi)似結果。要解決問(wèn)題，必須明確刀具失效原因。
7、功率要求
指導原則是物盡其用。如你購買(mǎi)了功率為20hp的銑床，那么，在工件及夾具允許的情況下，選擇合適刀具和加工參數，使其能實(shí)現機床80%的功率運用。需特別留意機床用戶(hù)手冊中的功率/轉速表，依據機床功率的有效功率范圍選擇可實(shí)現更佳切削應用的刀具。
8、切削刃數
原則是，多多益善。購買(mǎi)帶兩倍切削刃的車(chē)刀并不意味著(zhù)支付兩倍的費用。在過(guò)去的十年，先進(jìn)的設計，使得切槽刀、切斷刀以及一些銑刀片的切削刃數目也實(shí)現了翻番。以先進(jìn)的帶有16個(gè)切削刃的刀片的銑刀替換原來(lái)的僅帶4個(gè)切削刃的刀片的銑刀并不少見(jiàn)。而增加有效切削刃數還直接影響到工作臺進(jìn)給及生產(chǎn)率。
9、選擇整體式刀具還是模塊式刀具
小規格刀具更適合整體式設計；大規格刀具更適合模塊式設計。對大規格刀具而言，當刀具失效，用戶(hù)往往希望僅僅更換小而且價(jià)格不高的部件就可重獲新刀具。對于切槽刀及鏜刀，尤其如此。
10、選擇單一刀具還是多功能刀具
工件越小往往越適用復合刀具。例如，一把多功能刀具，可復合鉆削、車(chē)削、內孔加工、螺紋加工和倒角加工。當然越復雜的工件也越適用于多功能刀具。機床只有在切削的時(shí)候才能為你帶來(lái)收益，而不是在停機的時(shí)候。
11、選擇標準刀具還是非標特制刀具
隨著(zhù)數控加工中心(CNC)的普及，大家普遍認為可通過(guò)編程來(lái)實(shí)現工件形狀，而不是依靠刀具，因此，不再需要非標特制刀具。而事實(shí)上，今天非標刀具仍占總刀具銷(xiāo)售數量的15%。為什么？采用專(zhuān)用刀具可滿(mǎn)足精密的工件尺寸要求，減少工序并縮短加工周期。對于大批量生產(chǎn)而言，非標特制刀具可很好地縮短加工周期、降低成本。
12、切屑控制
請記住，你的目的是加工出工件而不是切屑，但切屑可以清楚地反映出刀具的切削狀態(tài)?？傮w而言，人們對切屑存在成見(jiàn)，因大多數人并未接受解讀切屑的訓練。記住以下原則：好的切屑不會(huì )破壞加工，不好的切屑正相反。刀片多設計有斷屑槽，而斷屑槽是依據進(jìn)給率來(lái)設計的，無(wú)論是輕切削的精加工還是重切削的粗加工。切屑越小，越難以折斷。對于難加工材料而言，切屑控制是一大難題。盡管不能更換被加工材料，但可以更新刀具，調整切削速度、進(jìn)給率、切削深度、刀尖圓角半徑等等。優(yōu)化切屑，優(yōu)化加工是一個(gè)綜合選擇的結果。
13、編程
面對刀具、工件及數控加工機床，往往需要定義刀具路徑。理想的情況是，了解基本的機器代碼，有先進(jìn)的CAM軟件包。刀具路徑，必須考慮到刀具特征，如坡走銑角度，旋轉方向，進(jìn)給，切削速度等。每種刀具都有相應的編程技術(shù)以縮短加工周期，改進(jìn)切屑，降低切削力。好的CAM軟件包可節省勞動(dòng)力，提升生產(chǎn)率。
14、選擇革新的刀具還是常規成熟刀具
以目前先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展速度，切削刀具的生產(chǎn)率，每10年就能翻番。對比10年前推薦的刀具切削參數，你會(huì )發(fā)現，現今的刀具可令加工效率翻倍，切削功率卻降低了30%。新刀具合金基體更強固，韌性更高，可實(shí)現更高切削速度，更低切削力。斷屑槽及牌號對應用的專(zhuān)一性更低，通用性更廣。同時(shí)，現代刀具還增加了多功能性及模塊化，這兩者共同降低了庫存，拓展了刀具應用。刀具發(fā)展還帶動(dòng)了新的產(chǎn)品設計和加工理念，如兼具車(chē)削和切槽功能的霸王刀、大進(jìn)給銑刀，推動(dòng)了高速加工、微量潤滑冷卻（MQL）加工及硬車(chē)技術(shù)等?；谝陨弦蛩丶捌渌脑?，你也需要跟進(jìn)**優(yōu)選的加工方式，獲悉**新的先進(jìn)刀具技術(shù)，否則就有落后的危險。
15、價(jià)格
刀具價(jià)格固然重要，卻比不上因刀具而付出的生產(chǎn)成本的重要性。雖然刀具有其相應價(jià)格，但刀具的真正價(jià)值在于為生產(chǎn)率所履行的職責。通常，價(jià)格**低的刀具是造成生產(chǎn)成本**高的刀具。切削刀具的價(jià)格僅占零件成本的3%。因此請關(guān)注刀具的生產(chǎn)率，而不是其購買(mǎi)價(jià)格。

由于在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應用的難加工材料越來(lái)越多，切削加工的自動(dòng)化水平和對加工精度的要求越來(lái)越高。為了適應這種情況，數控刀具的發(fā)展方向將是發(fā)展和應用新的刀具材料；進(jìn)一步發(fā)展數控刀具的氣相沉積涂層技術(shù)，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決數控刀具材料硬度與強度間的矛盾；進(jìn)一步發(fā)展可轉位刀具的結構；提高數控刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別，并使刀具的使用實(shí)現**佳化。

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