数控刀具相关材料培训(doc 41页).doc

数控刀具培训教材 目 录 l 关于培训刀具相关材料l 一、切削刀具的概述（3）u 材料的应用与选择（4）l 二、切削刀具的种类与应用1车刀类 u 刀片的表示方式与选型.（6）u 外圆.（12）u 内孔.（16）u 切槽.（18）u 切断.（19）u 螺纹加工.（20）2铣床类u 加工中心刀柄类（24）u 弹性夹头及夹头 （24）u 钻夹头（25）u 侧固式刀柄（26）u 莫氏刀柄（26）u 强力夹头（26）u 铣刀盘刀柄（27）u 丝攻夹头 （27）u 粗镗刀与精镗刀（28）u 对刀仪（31）u 刀具类u 立铣刀 （32）u 钻头（40）u 丝攻（42）l 三、加工的各种要素（49）l 四、加工中常遇到的问题与解决方法u 车削细长轴常见的工件缺陷和产生原因（53）u 卧式车床加工常见问题的产生原因及解决方法（53）u 切削加工出现的故障和解决方法（54）u 磨削加工出现的故障和解决方法（56）u 在模具制造领域的常见问题解答（57）l 五、刀具的保养与维护. .（66）l 六、相关的刀具论文1. 五金工具的市场分布及发展趋势分析.（66）2. 正确为数控机床选用刀具及编程.（72）3. 汽车工业切削与刀具技术现状.（75）4. 淬硬模具的高速加工.（81）5. 硬质合金刀具科普知识.（83） 6. 如何加工不锈钢 （86）7. 刀具产品概述 (87)8. 刀具的选择和切削用量的确定。(93)9. 对钢材性能产生影响的元素。（95）10. 10金属材料工艺性能名词简介。（96）一、 切削刀具的概述 切削刀具作为机械加工的辅助产品，现在机械业发展已在各行各业不断的应用，很多企业者会用到刀具，特别是五金、机械、电子、模具、汽车和航天航空产业，对刀具的应用越来越广泛，其刀具包括各种刀具,如,车刀、铣刀、丝攻、钻头、和各种非标的刀具，应用之广泛。当然这只是中国汽车产业一个代表而已，就中国而言，每个省份都有生产汽车，其相关的配套厂分布也非常广。加之，汽车零部件的需求量来更为广了，虽然航天航空产业来说在中国不是很多地方都有此产业，但其用量也很大，而且其刀具的的要求也非常高（上图为车削类刀片） （上图铣削类刀片）材料的应用与选择工具钢 碳素工具钢 、合金工具钢、 高速工具钢、 普通高速钢、 高性能高速钢 硬质合金 按晶粒大小区分： 普通硬质合金、 细颗粒硬质合金、 微颗粒硬质合金 按主要成分区分： 钨基硬质合金 、钛基硬质合金 陶瓷 氧化物陶瓷 氮化物陶瓷 超硬材料 立方氮化硼 、金刚石刀具切削性能的好坏，取决于构成刀具切削部分的材料、几何形状和刀具结构。刀具材料对刀具使用寿命、加工效率、加工质量和加工成本等都有很大影响，因此十分重要。1刀具材料应具备的性能 刀具切削部分的材料在切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动，因此应具备以下基本性能：高的硬度、高的耐磨性、足够的强度和韧性、高的耐热性（热稳定性）、良好的热物理性能和耐热冲击性能和良好的工艺性能和经济性。2常用刀具材料（1）高速钢具有较高的热稳定性、高的强度，刀具制造工艺简单。（2）硬质合金具有高耐磨性和高耐热性，但抗弯强度低、冲击韧性差，很少用语制造整体刀具。（3）陶瓷材料硬度高、耐用度高，还可用于冲击负荷下的粗加工，切削效率显著提高由于干切削时会产生强烈的摩擦和极高的温度(如用硬质合金钻头在调质钢CK45上以Vc=80m/min和f=0.2mm/min进行干切削时，在接触区会达到380-410的高温。又如干铣钢件时温度通常会超过600)，所以对用于干切削的刀具要具有较高的高温硬度和耐磨性。目前，用于干切削的主要有立方氮化硼(CBN)、陶瓷刀具材料、钛基硬质合金(Cermets)、硬质合金和聚晶金刚石(PCD)等刀具材料。其中CBN是淬硬钢和铸铁干加工最常用的刀具材料；而氮化硅(Si3N4)特别适合于在断续切削和铸件有砂皮情况下对铸件和球墨铸铁进行干切削； Cermets在硬度上是介于陶瓷刀具和硬质合金之间的刀具材料，它是高速干切削钢件的合适材料。 表1：几种硬涂层和软涂层的性能 开发干切削刀具，除了正确选择刀具材料和优化刀具几何参数外，大力发展刀具涂层具有特别重要的意义。通过在刀具基体上的硬、软涂层可以弥补由于放弃冷却润滑液而失去的某些功能。涂层的作用在于在刀具与切削材料之间筑起一道屏障，以阻拦大部分切削热向刀体传导。由于涂层摩擦系数小，减少了摩擦并由此降低摩擦热。在目前已可以通过一系列高温耐磨的硬涂层和润滑性好的软涂层来满足各种干切削工艺的不同要求(表1)。例如，由于TiAlN涂层具有较高的高温硬度和抗氧化性能，所以在切削温度很高的场合，它是最常用的“隔热”涂层，并特别适用于干切削铸铁、钢和不锈钢等零件。而TiCN 只是在较低温度下具有较高的硬度和较好的韧性，故很适合于用作丝锥的涂层，用于干式攻丝。 铣削和车削是一种外加工，切削热和切屑的排除比较简单。而在实心材料上钻孔则是一种内加工，从孔中排除切削热和切屑就比较困难。因此，干钻削是干加工工艺中最难的工艺。但经过多年的开发和实验，目前这个难题已可以通过改进钻头的几何形状和采用硬涂层来解决。如改进排屑槽的横截面形状，使槽口直延伸到柄部、增大排屑槽的螺旋角、采用较大的倒锥、较窄的倒棱和较小的刀刃半径以及采用TiAlN涂层和微量润滑等措施，以减少摩擦和确保可靠排屑。应该指出，干钻削与湿式钻削相比，前者的优点还在于干切削钻头的寿命要高于湿式切削的钻头。有一个例子，在采用相同切削参数情况下，干切削时钻孔的数量达到2700个，而湿式加工时，因受到由冷却润滑引起温度突变(热冲击)的影响，孔的加工数量仅为1080个，干切削钻头的耐用度提高了2.5倍。 在干切削像铝合金这样的塑性材料时，在刀刃上易形成积屑瘤。目前，在涂金刚石涂层的硬质合金刀具上再涂上滑动和润滑性好的WC/C涂层后，可明显减少了积屑瘤的形成。 二、 切削刀具的种类与应用如何分清其加工的机械的种类与选型的标准（一） 机械加工中常用到的是：车、铣、钻、磨、刨。但我们多数做的多是车、铣、钻等。如何知道那些是加工中心加工（铣床）？那些是数控车加工（普通车床）呢？在这行有接触的人都知道的，零件多数为两种：一是箱体（杂合体）；一是盘轴类。箱体相对来说比较复杂的需要十几把或是很更多种刀具来加工，如加工中心上才能来完成的，盘轴类的多数是比较单一，刀具比较少是枇量生产的，如数控车床加工（或是普通车床加工），但通常会出现这样的情况，有箱体与盘类相结合的时候，就容易让人糊涂了，其实我们只要有心想一下还是能分清的，也就是一般工厂的习惯是，先服从车削而后再进行铣削加工的。因车床的造价低，加工的成本相对来说比较低的。（二） 从我了解的配刀方案的经验中，有下面几个选择方法。首先要按图纸要求加工，了解其加工的的工艺，从面到点而一步步的选取刀具，挺别注意的是： 车我外圆时的要注意仿型加工和切槽，一定要避开后刀背与工件的接触，车床最多考虑的也是接触到各个面和排屑等的方题，如果能避开其已加工面，或是刀尖能完成其切削路线就是达到了加工要求了。 铣削时多数考虑到的是仿型与加工的精度，还有就是各种特殊的要求，下面将细说，在此先不表了。当很多种刀具都能满足加工要求时我们就要从两方面来考虑我们现在的库存，这是首选的，因为这样可以减少我们的库存选取造价比较低的，这样客户能接受我们的价格，胜算相对来说也比较大的。在配刀时，一定要知：那些是消耗比较大的？那些是一次性定购或是不常定购的？ 如果客户首先考虑到的是价格，那选择一次性定购的或是比较少定购的，而质量将就的行。就要选便宜一点的，比较选台湾的刀杆等， 如果客户首先考虑到的是加工的质量的话，就是选比较好一点的，也就是刀杆这一方面要选取原装进口的 刀片等其他消耗品是我们以后发展的主要来源，所选的品牌一定是我们有优势的，最好是只有我们才有的，这样别人就没有代替了，就比如山特维克一样，他们所选的刀具多数是只有他们才有的，别家的产品是很难替代的，但其他的品牌他就能替代。 1 车刀类车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机械夹固刀片的车刀。机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可转位车刀。机械夹固车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀，所以在现代生产中应用越来越多。复杂零件的仿形车削加工在机械加工中，一些结构复杂的零件，其加工工艺是很复杂的，有时还要求操作者能在最短的时间内将工件加工出来，尤其是难加工材料的工件，其加工工艺更为复杂。为此，制造厂家不断地寻求更加经济有效的方法来加工复杂零件，包括车削零件。CNC机床的先进性已使我们对几乎可想象到的刀具轨迹进行编程。但是当刀具沿着这些轨迹运动时，其刀具和零件之间的关系(切入角、进给量、切削速度和深度)持续发生着变化。所以，解决上述问题的关键在于如何以最有效和经济的方式车削复杂零件。 复杂性的含义 复杂的车削加工可能是刀具在径向和轴向上同时进给的加工以形成不同的零件廓形。除此之外，其它复杂因素还包括工件材料的可加工性、期望的产量和机床能力，当然也有交货期及加工成本。应当注意的是一个车间认为复杂的零件也许被另一个车间认为是常规零件，即零件的复杂性并不总是很明显的。 Voss工业公司的John Campell先生指出，一个看起来简单的零件或许比一个复杂形状的零件更具挑战性。他将718镍合金法兰的车削加工与螺旋管接头的加工作了一个比较。尽管螺旋管接头要求10次安装和24道工序，但一旦安装好开始加工后，这个过程就不再需要调节。另一方面，718合金法兰在加工过程中要求连续进行调节以补偿材料回弹、收缩和刀具磨损。另外，不同材料、同样形状的工件对切削力的反应不同。以法兰为例，在材料规定的范围内，镍和铬元素的变化可能使一批材料与另一批材料以及零件与零件之间的切削条件发生变化。 选择刀片几何形状 车削一个复杂零件，最基本的要求是切削刃能够进入到零件廓形所在的区域。这要求选择适当的刀片形状、主偏角、副偏角、前角和后角。当选择刀片形状时，关键是应考虑刀片的强度。其中，圆刀片的强度最高。对非圆形刀片，刀尖角越大，其强度越高。但是由于隙角的原因，仿形车削通常使用35或55的菱形刀片。刀杆的选择实际上由所要求切入的轨迹来决定，如果需要进行复杂的仿形车削，则可选择安装菱形刀片的J型刀杆，这样可形成较大的后角。 刀片的刀尖角和主偏角一起决定着刀具能否进入工件轮廓；工件和刀片主切削刃之间的间隙、副后刀面及其下半部分的后角至关重要。我们常常靠估计、经验来判定刀具能否进入到工件及其相关的后角。这种方法很费时。现在CAD作图和切削模拟软件在计算机显示屏上进行模拟切削而不需要在实际零件上进行。 美国绿叶公司的Dale Hill说，他们公司直接根据顾客提供的CAD图纸进行刀具设计。设计人员可以看出刀具是否需要铲背或刀具能否进入一个深槽区域。对于一些真正复杂廓形的零件，采用标准刀具通常是不可行的，因为它们通常不能进入到复杂零件的凹腔和拐角处。而计算机模拟可以加速专用刀具的设计。 刀片后角 刀片的主前角和副前角将决定后刀面和工件间的后角。不同的材料要求不同的后角。例如当加工韧性材料，尤其是镍基合金时，其回弹性非常大。这些合金会在切削刃前面鼓起，在切削刃通过后产生回弹。这些回弹的工件将刮擦后刀面，并产生大量的切削热。另外镍基材料的加工硬化也会产生切削热，最终导致刀具热失效。失效形式可能是崩刃，但切削刃的热膨胀将导致刀具断裂。 钛金属材料可能回弹0.05mm和0.08mm，因此加工这类材料时要求在后刀面和工件之间有14或15的后角，以防止热失效。然而钛和塑料有相似的回弹性。当加工钛金属时，后角太小将造成刀片热失效。这样的刀具在加工塑料时，由回弹产生的切削力和切削热将融化塑料工件。 刀片的后角不能过大，过大的后角将会降低刀片的强度；无后角刀片有足够的强度，但必须安装在负前角的刀杆上以形成足够的后角。使用一个有正前角槽形的无后角刀片可保证需要的刀片强度，又可形成正前角的切削。 切削力和切屑控制 工件、刀具和车削系统中其它因素之间关系的变化将影响有效的切屑控制。例如，在仿形车削加工中，当刀片从工件中心向外移动时，切屑厚度变薄，切刀深度增加，切屑控制恶化。一个解决方法就是将一次走刀分为两次走刀，将向外的进给换成向中心的进给，以获得最终的廓形。 薄壁细长零件难以装夹，切削力可能引起工件变形和极差的表面粗糙度甚至使零件报废。一个专门设计的、可控制切屑的刀片可以减小这种变形。绿叶公司提供一种名为TurboForm的精加工硬质合金刀片，它有很大的正前角和压制的断屑器，所以产生的切削力很低。同时，该刀片的周边经过精密磨削，故具有很高的光洁度。如一个航空制造商在加工喷气式发动机压缩机的薄壁密封钛零件时，由于刀具振动使得刀片崩刃和加工表面光洁度降低。在使用TurboForm刀片后，消除了刀片振动和工件变形的现象，延长了刀具的寿命。 如果工件材料的可加工性造成了车削加工的复杂性，则由两种材料构成的零件可能双倍加大这种复杂性。因此当加工由多种材料构成的零件时，一个办法就是选择可加工不同材料的刀片牌号。例如当加工内部为4340钢、外部为镍基合金的零件时，制造者必须在编程时增加一暂停程序，以便更换刀片。使用两种不同牌号的刀片进行加工，其刀片寿命仍很低时，则推荐使用日本住友电工公司的AC2000 CVD涂层刀片，通过改变进给量和切削速度来加工上述两种材料，不必停机更换刀片，显著地提高了刀具寿命。 修磨 一些零件轮廓不能简单地使用现成的刀片进行加工。在使用负前角J型刀杆进行切入式切削时，35刀片的副后刀面的下半部分可能与工件发生碰撞，引起刀片断裂。防止这种情况的一个方法就是磨去妨碍切削的这个部分。 汽轮机管路系统制造商Jeff Carver先生说，他们经常使用非常锋利的刀具来加工零件，因为经常没有标准的刀具，因此需要经常修磨刀具。 尽管一些制造厂商喜欢库存的标准刀片，通过修磨来满足特定的加工要求，但这些修磨的刀片也可直接从刀具生产厂家购买，因为他们已为加工某些特殊零件准备了专用的刀片。当一把修磨的刀具在一次走刀中不能满足要求时，唯一选择就是停机，使用另一种刀片来完成切削。不足之处是要花费时间，并且要中断一次走刀，这将在工件上留下刀痕。 机床 CNC机床制造商不断引进先进技术来简化复杂零件的车削。比较典型的就是Mazak公司的多功能车/铣床。这些机床像一台在工作台一端有车削主轴的加工中心。机床的B轴在加工中能沿零件径向转动225，这使刀尖半径始终在与切削相切的方向上，可用一把刀完成多道工序。 总之，金属切削学科的进步必将使复杂零件的车削变得更容易，要想经济有效地加工一些复杂零件，还是需要工艺因素的配合。刀杆、刀片的表示方式与选型外圆外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具，其切削部分（又称刀头）由前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃和刀尖所组成。 可转位刀具选用的一般原则可转位刀具按工艺类别已有相应ISO标准和GB国家标准，标准以若干位特定的英文字母代码和阿拉伯数字组合，表示该刀具的各项特征及尺寸，在选择之前需确定加工工艺类别，即外圆车削、内孔车削、切槽、铣削、还是其他。以外圆车削为例： 图1刀片夹紧的方式 刀片夹紧方式的选择 在国家标准中，一般夹紧方式有上压式(代码为C)、上压与销孔夹紧(代码M)、销孔夹紧(代码P)和螺钉夹紧(代码S)四种，有的公司还有牢固夹紧(代码为D)图1。但这仍不可能包括可转位车刀所有的夹紧方式。例如代号P是用刀片的中心圆柱形销夹紧，而夹紧方式有杠杆式，偏心式等，而且，各刀具商所提供的产品并不一定包括了所有的夹紧方式，因此选用时要查阅产品样本。各夹紧方式适用不同形式的刀片，如无孔刀片常用上压式(C型)，陶瓷、立方氮化硼等刀片常用此夹紧方式。D和M型夹紧可靠，适用于切削力较大的场合，如加工条件恶劣、钢的粗加工、铸铁等短屑的加工等。P型前刀面开放，有利于排屑，一般中、轻切削可选用。S型结构简单紧凑，无阻排屑，是沉孔刀片的夹紧方式，可用正前面刀片，适合于轻切削和小孔加工等。 刀片外形的选择 刀片外形与加工的对象、刀具的主偏角、刀尖角和有效刃数等等有关。一般外圆车削常用80凸三边形(W型)，四方形(S型)和 80棱形( C型)刀片。仿形加工常用55(D型)、35(V型)棱形和圆形(R型)刀片。90主偏角常用三角形(T型)刀片。不同的刀片形状有不同的刀尖强度，一般刀尖角越大，刀尖强度越大，反之亦然。圆刀片(R型)刀尖角最大，35菱形刀片(V型)刀尖角最小(图2)。在选用时，应根据加工条件恶劣与否，按重、中、轻切削针对性地选择。在机床刚性、功率允许的条件下，大余量、粗加工应选用刀尖角较大的刀片，反之，机床刚性和功率小、小余量、精加工时宜选用较小刀尖角的刀片。 刀片形状与刀尖强度、切削振动示意图从切削力考虑，刀尖角越大，在车削中对工件的径向分力越大，越易引起切削振动。 从有效刃数来看，同等条件下，圆形刀片最多，棱形刀片最少，最近又现出了一种80的四边形刀片(Q型)(图3)，这种刀片比80棱形刀片的有效刃数增加了一倍。 刀杆头部形式的选择刀杆头部形式按主偏角和直头、偏头分有1518种，各形式规定了相应的代码，国家标准和刀具样本中都一列出，可以根据实际情况选择。有直角台阶的工件，可选大于或等于叨往偏角的刀杆。一般粗车，可选主偏角4590的；精车，可选4575的；中间切入、仿形，可选45107.5的；工艺系统刚性好时可选较小值，工艺系统刚性差时，可选较大值。 刀片后角的选择常用的刀片后角有N(0)、C(7)、P(11)、E(20)等，一般粗加工，半精加工可用N型。半精加工、精加工可用C型、P型、也可用带断屑槽形的N型刀片。加工铸铁、硬钢可用N型。加工不锈钢可用C型、P型。加工铝合金可用P型、E型等。加工弹性恢复性好的材料可选用较大一些的后角。 一般镗孔刀片，选用C型、P型，大尺寸孔可选用N型。 左右手刀柄的选择有三种选择：R(右手)、L(左手)和N(左右手)。要注意区分左右刀的方向(图4)。选择时要考虑机床刀架是前置式还是后置式、前刀面是向上还是向下、主轴的旋转方向以及需要的进给方向等，表示了左右手螺纹刀在不同的情况下所得到的不同结果。 刀杆尺寸的选择 刀杆基本尺寸有刀尖高度，刀杆的宽度和长度，在标准尺寸系列中，这些都是相对应的，选择时应与所使用的机床相匹配，使车刀装在卧式车床刀架上的刀尖位置处于车床主轴中心线等高位置，若略低一点可以加垫片解决，但对于数控机床，原则上不得加垫片。刀杆的长度应考虑到刀杆需要的悬伸量，这悬伸量应尽可能小。内孔刀杆还要考虑加工的最小孔径等等。 切削刃长度的选择 切削刃的长度应根据加工余量来定，最多是刃长的2/3参加切削。要考虑到主偏角对有效切削刃长度的影响。 刀片精度等级的选择 刀片精度等级根据加工作业，例如精加工、半精加工、粗加工等选择，以便在保证作业任务完成的前提下，降低加工成本。国家标准有AU共12个精度等级，车削常用等级为G、M、U。一般，精密加工选用高精度的G级刀片；非铁金属材料的精加工，半精加工宜选用G级刀片。淬硬(45HRC以上)钢的精加工也可选用G级刀片。精加工至重负荷粗加工可选用M级、粗加工可选用U级刀片。 刀尖圆弧半径的选择 刀尖圆弧半径不仅影响切削效率，而且关系到被加工表面粗糙度及精度。从刀尖圆弧半径与最大进给量关系来看，最大进给量不应超过刀尖圆弧半径尺寸的80，否则将恶化切削条件，甚至出现螺纹状表面和打刀等问题。因此，选择的刀尖圆弧半径应等于或大于零件车削最大进给量的1.25倍。当刀尖角小于90时，允许的最大进给量应下降。 刀尖圆弧半径还与断屑的可靠性有关。为保证断屑，切削余量和送给量有一个最小值，当刀尖圆弧半径减小，所得到的这两个最小值也相应减小，因此，从断屑可靠出发，通常对于小余量、小进给车加工作业应采用小的刀尖圆弧半径，反之宜采用较大的刀尖圆弧半径。 刀尖圆弧半径与进给量在几何学上是形成被加工零件表面粗糙度的两个参数：hf2/8r(式中，h为加工表面轮廓高m,f为进给量mm/r,r为刀尖圆弧半径mm)。由此式可知，当被加工零件表面粗糙度与进给量已设定后，就可选择相应的刀尖圆弧半径rf2/8h具体数值见表1。 表1 r、f、Ra数据对应表 表面粗糙度m 刀尖圆弧半径r/mm 0.4 0.8 1.2 1.6 2.4 h Ra 进给量f(mm/r) 1.6 0.6 0.07 0.10 0.12 0.14 0.17 4 1.6 0.11 0.15 0.19 0.22 0.26 10 3.2 0.17 0.24 0.29 0.34 0.42 16 6.3 0.22 0.30 0.37 0.43 0.53 25 8.0 0.27 0.38 0.48 0.54 0.66 断屑槽形的选择 我国生产的硬质合金刀片断屑槽形分为两大类，一类是国家标准(GB207687)所推荐的23种断屑槽形；一类是通过引进吸收，开发后生产的断屑槽形。前一类在普通机床上常采用，后一类在我国两大硬质合金厂的产品样本中推荐出了相应的适用范围。两大类数十种槽形无法一列出，选用时可参考有关样本。作为常规的数控切削加工，刀片的断屑槽形已向基本槽形加补充槽形两种模式发展，即以尽可能小的槽形覆盖尽可能大的加工范围，其余充实槽形来弥补。糟形根据加工作业类型和加工对象的材料特性来确定，各供应商表示方法不一样，但思路基本一样：基本槽形按加工作业类型有精加工(代码F)、普通加工(代码M)和粗加工(代码R)。加工材料按国际标准有钢(P类)、不锈钢、合金钢(M类)和铸铁(K类)。这两种情况一组合就有了相应的槽形，比如PF就指用于钢的精加工槽形，KM是用于铸铁普通加工的槽形等。如果加工向两方向扩展，如超精加工和重型粗加工，以及材料也扩展，如耐热合金、铝合金，有色金属等等，就有了超精加工、重型粗加工和加工耐热合金、铝合金等等的补充槽形，选择时可查阅具体的产品样本。要了解外圆刀的工艺，就一定要了解刀具的走刀方向。而刀具供应商的资料里几乎都有介绍的，我将相关的图展示如下：外圆刀具的工艺路线与加工中的实例（图一） 分析：杠杆紧固中的各种刀具（P这样的夹紧方式用在刀片的中心圆柱形销夹紧，而夹紧方式有杠杆式，偏心式等，这种前刀面开放，有利于排屑，一般中、轻切削可选用） PCLN和PWLN这两款刀具是最为常规的刀杆，用在外圆和端面加工，当然也用于那些弧线不是很大的曲线加工的（背面可逃避5） PVLN用于外圆和仿型加工（背面可逃避50） PDJN和PVJN 这两种主要用在仿型加工中的,也可加工外圆和端面的,只是其刀尖强度有限,不适合于重切削的粗车.(背面可逃避32) PSSN 可加工外圆和倒角（背面可逃避45） PSBN和PTGN 一般加工外圆 PSKN和PTFN加工端面 PDHN 除加工外圆端面外，还可以加工大圆弧的曲线加工（背面可逃避17.5） PRGN和PRGC 是用于加工车削外圆/端面/仿型加工(背面可逃避45和60) PRXC 除上述的加工外还可以短距离纵向切削(背面可逃避45) PVVN适用于横向大曲面（如大球体等） 楔型紧固和双重压紧：W和M型夹紧可靠，适用于切削力较大的场合，如加工条件恶劣、钢的粗加工、铸铁等短屑的加工等 WWLN和WTKN用于加工外圆和端面（背面可逃避5和15） WTJN用于加工外圆和仿型（背面可逃避27） WTEN用于外圆加工（背面可逃避27） MVVN用于大曲面和外圆加工的（72.5） MVLN用于外圆和仿型加工(背面可逃避45) （图二） 这样的刀把主要是配合CBN的刀具用的，其工艺路线与上面提到的一样的，看上图的箭头，便知了。主要用在高硬度钢件和铸铁件的高速加工，还适合那些淬火件的。（图三）如上所说，上图也是陶瓷刀片专用的刀把，工艺路线看上图的箭头所示。这是用在从38HRC到64HRC甚至更高的硬度钢件的车削，或是铸铁的粗精加工。 选外圆刀的关键：一定要知道刀具的工艺路线，也就是了解清楚工件图的曲线是如何，先外圆的时候要避免刀角的各个角与工件的接触，能避开就能完成其加工的要求了。内孔 车孔刀与外圆车刀相比有如下特点： 1由于尺寸受到孔径的限制，装夹部分结构要求简单、紧凑，夹紧件最好不外露，夹紧可靠。 2刀杆悬臂使用，刚性差，为增强刀具刚性尽量选用大断面尺寸刀杆，减少刀杆长度。 3内孔加工的断屑、排屑可靠性比外圆车刀更为重要，因而刀具头部要留有足够的排屑空间。常用的车刀有三种不同截面形状的刀柄，即圆柄、矩形柄和正方形柄。 普通型和模块式的圆柄车刀多用于车削加工中心和数控车床上。矩形和方形柄多用于普通车床。 还有一些特殊用途的车孔刀，如柄部有切削液输送孔的，柄部装有减振机构的和用于重金属做刀柄的等，但是不常用。 1. 刀柄截面形状的选用。优先选用圆柄车刀。由于圆柄车刀的刀尖高度是刀柄高度的二分之一，且柄部为圆形，有利于 排屑，故在加工相同直径的孔时圆柄车刀的刚性明显高于方柄车刀，所以在条件许可时应尽量采用圆柄车刀。在卧式车床上因受四方刀架限制，一般多采用正方形或矩形柄车刀。如用圆柄车刀，为使刀尖处于主轴中 心线高度，当圆柄车刀顶部超过四方刀架的使用范围时，可增加辅具后再使用。 2. 刀柄截面尺寸的选用。标准内孔车刀已给定了最小加工孔径。对于加工最大孔径范围，一般不超过比它大一个规格的车孔 刀所定的最小加工孔径，如特殊需要，也应小于再大一个规格的使用范围。 3. 刀柄形式的选用。通常大量使用的是整体钢制刀柄，这时刀杆的伸出量应在刀杆直径的4倍以内。当伸出量大于4倍或加工刚性差的工件时，应选用带有减振机构的刀柄。如加工很高精度的孔， 应选用重金属(如硬质合金)制造的刀柄，如在加工过程中刀尖部需要充分冷却，则应选用有切削液送孔的刀柄。选内孔刀时候要了解客户图纸的直径和深度，同时要了解该厂现有的刀套，根据刀具设计中得知：一般钢结构车只能伸出其刀体直径的3倍（其代号则为无特殊代号表示）；一般抗振的车刀可以伸出刀体直径的5倍（其代号为E表示），而全硬质合金的内孔车刀则能伸出其刀体7倍（其代号为W表示）；在加工深孔且需要较好的表面光洁度，一定要选刀具带油孔的刀体（其代号一般为带H），值的留意的是，有些刀具要右手刀配左手刀片，左手刀配右手刀片。 例如:加工中 刀 柄 加 工 倍 数直径X深度810121416202510X507D 14X507D5D5D 16X507D5D5D5D 18X50 5D5D5D5D 20X50 5D5D 25X50 5D3D 35X50 3D3D40X50 3D3D7D是指要硬质合刀杆,5D是指要一般抗振的刀杆,3D是指一般钢刀杆其工艺图与外圆差不多，值得注意的是：(图五)C。STUP这把刀用于内孔的精加工和平端面（前面逃避角为3）(图六)S。SDUC这把刀用于内孔和曲线大的工件（前面逃避角为3）(图七)C。SDZC这把刀用于一些内孔曲线大的，和一些倒拉加工的（也就是常说的反镗刀了。（背面逃避角为30选内孔刀的关键：内孔车与外圆一样不但要注意其工艺的加工路线，而且了其加的深度，切槽切槽刀有三种型式：外圆切槽刀、内孔切槽刀、端面切槽刀 选切槽刀的关键：一般来说了解工件的槽宽与槽深，端面槽刀还要了解其最小加工的直径与最大加工直径，如果选取不当，会碰到加已加工面或是磨损刀体。切断为获得理想的切断效果，需要详细了解切断机理。其中的许多变量必须加以考虑：(1)工件材料和形状；(2)机床；(3)与零件中心轴线相关的切削刃；(4)刀片和断屑器的类型；(5)硬质合金牌号和涂层；(6)影响刀具寿命的其他切削条件。为简化问题，这里讨论三种最普通的工件形状实心、空心和要求断续切削的不规则形状(如方型和六角型材料和壁厚不一致的空心材料)。 材料一般分为7种类型，为简化问题，这里分为三类。 第一类为要求使用锋利的正前角切削刃进行切削的材料。它包括高温合金、钛合金、铝材、塑料和其他非铁金属以及奥氏体不锈钢。锋利的切削刃能防止这些材料的工作硬化。例如，锋利的切削刃允许使用高的切削速度和进给量，并能整齐地切断硅铝合金而不会留下卷边。同样它也适合于大多数非金属材料(如塑料、尼龙和其他软的免于加工的材料)。 第二类为要求使用零前角或负前角切削刃进行切削的材料。它包括标准的碳钢、合金钢和铸铁。零前角或负前角可以增加切削刃的强度，并允许采用更大的进给速度以及防止断续切削时切削刃的破坏。对于大多数产生连续长切屑的材料，应采用这种零前角或负前角的刀具，它也是工业生产中最经常使用的类型。 第三类包括那些要求使用带断屑器的刀具进行加工的材料，断屑器的类型将在后面讨论。这些材料在正常的切削速度和进给率条件下，将产生丝状的长切屑，如轴承工业中使用的52100#钢和其他高等级钢。机床在加工时通常要求使用断屑器。当用低的额定进给速度加工软的低碳钢和合金钢时，通常会产生不希望出现的长切屑，因此要求操作者经常停机来清除切屑。这样将降低生产率并危及操作者，因为这些切屑是非常锋利的。采用非常低的切削速度加工一些种类的高温合金时，也会产生同样的问题。 当选择切断刀片时，刀片的几何角度可采用与车削甚至铣削用刀片相同的角度。通常如果用大正前角车削或铣削刀片加工一种材料，当进行切断操作时，可选择相同的几何角度。刀片的几何尺寸和刀夹的型式对中心高均有影响。通常宽度大于0.5mm的刀片，下列公式对其最大中心高的确定非常有用:中心高=0.8mm宽度+0.025mm。 在进行切断加工时，要切记切削刃安装在中心高上或略高于中心高。那些使用高速钢切断刀或类似工具的操作者和安装人员经常认为这些刀具低于中心高时工作得更好。但对现代硬质合金刀片来说，工作时低于中心高将使切断操作更加困难。选切断刀的关键：了解切断圆的直径，要保证刀具的钢性和寿命，尽量选取刀宽小一点的刀片，这样有利于节省工件材料。 螺纹加工螺纹车削的要求要高于普通车削操作。切削力一般较高，螺纹刀片的切削端部半径较小，比较薄弱。在螺纹加工中，进给速度必须与螺纹的节距精确对应。对于节距为8螺纹/英寸（tpi）的情况，刀具必须以8转/英寸或者0.125英寸/转的进给速度前进。与普通车削应用（其中典型的进给速度大约为0.012ipr）相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍。螺纹加工刀片刀尖处的作用力可能要高1001,000倍。五）螺纹车刀螺纹有很多种，一般现在遇到的图纸都是公制和英制与其他制螺纹的.其分为M公制牙、UN英制牙、G（PF）管用平行牙、W为美氏、RC（PT）锥度管牙、NPT美式锥度管牙、TR30梯形牙此图为一般用外螺纹刀，其夹紧力比较大，可车较大的螺距，但要注意刀塔和排刀座时工件的避空。 此图也是一般用外螺纹刀，其夹力比上图小，适用于小螺距的加工。也要注意刀塔和排刀座时工件的避空。此图为可加工螺纹根部的外螺纹刀，夹紧力小。此图为极小孔径用内螺纹刀，日前最小可加工D 4.5MM,要注意其加工深度,保证排屑的流畅.些图为60定型牙一般适于大孔径的螺纹.一般用内孔螺纹刀 选螺纹刀的关键：最主要是螺距，一般现在的供应商都有现种螺距的：一是标准牙和宽牙（如：P=0.51.75）两种。在枇量生产时选用标准牙，小枇量时用宽牙.有些还有带修光刃的,比较适合于精加要的,内螺纹刀还要考虑其钢性,原理与内孔刀一样. （图十）上图配刀如下：序号工艺路线刀具刀片要求1粗加工外圆和端面PDJNR（图一所示）R0.8 材质为粗加工选用2精加工外圆平PDJNR或PVJNR等到R0.84材质为精加工选用3若需切断(用可横行的切断刀)KGMRR0.54粗加工内孔平内端面SCLP(C)R0.8 材质为粗加工选用5粗加工内孔SCLP(C)R0.4 材质为粗加工选用6若不调头车D22GIVR2016-BE（图八所示）刀片要两面直角才行注:以上的方案只是供刀具相配用,不适宜实际加工用,因实际中可以缺省切断和内槽刀的,断屑槽形的选择 我国生产的硬质合金刀片断屑槽形分为两大类，一类是国家标准(GB207687)所推荐的23种断屑槽形；一类是通过引进吸收，开发后生产的断屑槽形。前一类在普通机床上常采用，后一类在我国两大硬质合金厂的产品样本中推荐出了相应的适用范围。两大类数十种槽形无法一列出，选用时可参考有关样本。作为常规的数控切削加工，刀片的断屑槽形已向基本槽形加补充槽形两种模式发展，即以尽可能小的槽形覆盖尽可能大的加工范围，其余充实槽形来弥补。糟形根据加工作业类型和加工对象的材料特性来确定，各供应商表示方法不一样，但思路基本一样：基本槽形按加工作业类型有精加工(代码F)、普通加工(代码M)和粗加工(代码R)。加工材料按国际标准有钢(P类)、不锈钢、合金钢(M类)和铸铁(K类)。这两种情况一组合就有了相应的槽形，比如PF就指用于钢的精加工槽形，KM是用于铸铁普通加工的槽形等。如果加工向两方向扩展，如超精加工和重型粗加工，以及材料也扩展，如耐热合金、铝合金，有色金属等等，就有了超精加工、重型粗加工和加工耐热合金、铝合金等等的补充槽形，选择时可查阅具体的产品样本。2选择的层次问题选择的层次，在这是指选择什么档次的刀具。我国的刀具市场已是完全的买方市场，这对买方有利，但也给买方带来了困惑。选择什么档次的刀具与机床的档次、零部件加工的要求、产品的价值。企业的类别和企业产品的市场状况等有着密切的关系。目前，对中国的刀具“层次”业内有这么一种认为：(1)德国，(2)欧美、以色列、日本等，(3)韩国、台湾、(4)中国内地。一般来说这些国家和地区的刀具价位是依次递减的，但这并不是说其刀具的性价比也是如此，更不是说各自在自己的强项方面不是世界顶级产品(包括价位)、不是第1层次。山特维克钢件的切削，肯纳、伊斯卡的高温合金、不锈钢的加工，攀时、伊斯卡、山高的铝及有色金属的加工；山特维克的车刀，山高、英格索尔、瓦尔特的铣刀，伊斯卡的糟刀，埃莫克的丝锥，马宝的铰刀，EPB、可麦特的镗刀，钴领的钻头，日本的金属陶瓷等等。国内：哈工量的铣刀、哈一工、贵工的拉刀、汉江工具厂的齿轮滚刀、西南工具总厂的高速钢立铣刀、上刃的丝锥、英格的铣和孔加工刀具、湖南钻石的整体硬质合金刀具、广工的工具系统、成都工具研究所的螺纹刀片、自贡硬质合金厂的重型切削和难加工材料硬质合金刀片、株洲硬质合金厂的数控车、铣刀片及超细颗粒刀片等等，都在各自领域和层次上具有相当的优势，用户应根据自身的实际情况充分考虑刀具的性价比，作出选择。如产品难加工或加工要求高、有效率、有质量的要求，可选用第一层次的刀具，如轿车生产线、航空航天领域。普通机床上的常规加工用国产刀具也完全可以胜任。 3.选择的标准化问题图6 封严齿 选择标准品和非标产品对价格和供货期有很大影响。标准品和非标产品是相对的，在这一家是非标产品，在另一家可能就是标准品，一般来说，各家公司的强项产品，非标的可能性就小一些，例如加工飞机发动机零部件封严齿(图6)，原有的方案是封严齿A区的加工需非标的2把刀、B区的加工需34把非标刀，C区需23把非标刀，采用伊斯卡的槽刀，A区标准刀具，B区两把非标刀、C区两把非标刀。刀具数量减少、标准品增加，且由于伊斯卡在槽刀上技术与经验的积淀，其非标槽刀与标准槽刀价格和供货周期相当，故优势就明显了。 4选择的通用性问题市场经济变化莫测，今天的热销产品明天可能就滞销而需要开发新的产品，在刀具配置时就应充分考虑这一点而尽可能选通用性好一些的刀具。通用性应有两个层面的考虑，一方面指不是专用刀而是通用的标准刀，另一方面是一把刀可以完成更多的加工作业。比如，前面所提到的Q型刀片是一种很好的刀片，它比80棱形刀片有效刃数增加了一倍。但它在切削有直角台阶的外圆时要受刀刃长度的限制(图3)，因此通用性稍差一些。又比如用普通切槽刀只能切一定尺寸宽度的槽，而采用多功能切糟刀，就可以切包括与刀片尺寸同宽的和更宽的槽以及外圆、端面等，这样，刀具数可以减少而加工的对象和范围都得到增加，经济性也就在其中了。 刀具选择受很多因素限制，如刀片、刀具的品种规格、刀片的材料牌号、刀具的精度及价格等等，选择方案的好与坏只有根据实际情况才能作出判断。 2铣床类 加工中心刀柄类一般概念粗加工 粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑。粗加工对表面质量的要求不高，刀具的磨钝标准一般是切削力的明显增大，即以后刀面的磨损宽度VB为标准。精加工 在精加工时最主要考虑的是工件表面质量而不是切屑的多少，精加工时通常采用小的切削深度，刀具的副切削刃经常会有专门的形状，比如修光刃。根据所使用的机床、切削方式、工件材料以及所采用的刀具，可使表面粗糙度达到Ra1.6m的水平，在极好的条件下甚至可以达到Ra0.4m。 在精加工时刀具后刀面的磨损量不再是主要标准，它将让位于工件的表面质量。顺铣 顺铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向一致。 顺铣是为获得良好的表面质量而经常采用的加工方法。它具有较小的后刀面磨损、机床运行平稳等优点，适用于在较好的切削条件下加工高合金钢。 使用说明： 不宜加工表面具有硬化层的工件(如铸件)，因为这时的刀刃必须从外部通过工件的硬化表层，从而产生较强的磨损。 如采用普通机床加工，应设法消除进给机构的间隙。逆铣 逆铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向相反。 鉴于采用这种方式会产生一些副作用，诸如后刀面磨损加快从而降低刀片耐用度，在加工高合金钢时产生表面硬化，表面质量不理想等，所以的加工中不常使用。 使用说明：必须将工件完全夹紧，否则有抬起工作台的危险 弹性夹头及夹头 主要用来装夹钻头、铣刀、丝攻、铰刀等，特别适合一小直径的高速加工的刀具装夹。其有两种型式：标准型、高速型、加长型、薄型、直柄型等几种。选弹性夹头刀柄的关键：了解刀具的直径，机床的联接孔（是BT40或是BT50，或者其他联接方式）这个是很普通也是很关键的。所有加工中心的数控铣床都要注意的，在一般选的时候，就好选ER32的筒夹的刀柄，这样会通用性更好。弹性筒夹：是配合弹性筒夹刀柄用，一般有两种精度，标准型AA级和精密型AAA级两种，在常用的是AA级的。选弹性筒夹的关键：现在的ER筒夹很多厂的都是通用的，也就是按照期相应的规格就行了。 钻夹头这种钻夹头与普通三爪定心一样的原理。一般有三种规格（08、113、216）选钻头的关键：主要看常用的的钻头是多大而选取。侧固式刀柄 主要用在刀柄夹紧部份是带键槽的，常在：快递钻、铣刀柄。通常有两种：一种夹是一个键槽的，一种是夹二个键槽的。 选侧固式的关键：看刀柄的直径而定。莫氏刀柄