如何选择适合的刀具系统？

数控机床刀具的配置必须与数控机床的高精度、高刚性、高速度、自动化等特点相适应，数控机床配置刀具、辅具应掌握的一条基本原则是：质量第一，价格第二。只要质量好，寿命高，虽然价格高一些，但综合经济效益同时得到提高。工艺人员还要特别注意国内外新型刀具的研究成果，以便适时采用。具体要求如下。

1.高强度、高刚性

数控加工对刀具的强度和刚性要求较普通加工严格，刀具的强度和刚性不好，就不宜兼做粗、精加工，影响生产效率。同时容易出现打刀，并造成事故。当然，刀具刚性差，加工中刀具变形就大，加工精度也低。

2.适于高速加工、具有良好的切削性能

为了提高生产效率和加工高硬度材料，数控机床正向着高速度、大进给、高刚性和大功率发展。中等规格的加工中心，其主轴最高转速一般为5 000 ～8 000r/min，高速铣削中心主轴转速一般高达15 000 ～40 000r/min，工作进给已由过去的0 ～5m/min，提高到60 ～80m/min，在这种工作条件下，刀具的平衡、刀片的连接强度等成为突出问题。直径φ40mm 的铣刀，在主轴转速为40 000r/min 时，如果刀片脱落，其射出的速度达84m/s，不亚于机枪子弹的速度，必须使用非常安全可靠的保护措施。

3.高精度

为了适应数控加工高精度和自动换刀要求，刀具及其装夹结构也必须具有很高的精度，以保证它在机床上的安装精度（通常在0.005mm 以内）和重复定位精度。数控机床使用的可转位刀片一般为M 级精度，其刀体精度也要相应提高。如果数控车床是圆盘形或圆锥形刀架，要求刀具不经过尺寸预调而直接装上使用时，则应选用精密级可转位车刀，其所配用刀片应有G 级精度，或者选用精化刀具，以保证高要求的刀尖位置精度。数控车床用的整体刀具也应有高精度的要求，以满足精密零件加工的要求。

4.高可靠性

数控加工是自动加工，数控机床加工的基本前提之一是刀具必须可靠，加工中不会发生意外的损坏，从而避免造成重大事故。

5.高而稳定的寿命

数控加工刀具性能一定要稳定可靠，同一批刀具的性能寿命一致性要好。自动化加工较先进的刀具管理方式就是定期强制换刀，即按寿命换刀，从而简化刀具的管理。而稳定的性能寿命便于实现按寿命换刀。所谓按寿命换刀即根据刀具供应商提供的，或根据实际使用统计数据获得的刀具寿命时间来确定换刀，寿命时间到即强行换刀，不管实际使用的某把刀具是否确实磨损需要替换。对于精加工刀具，切削过程中的磨损会造成工件尺寸的变化，从而影响加工精度。故刀具的尺寸寿命决定了刀具在两次调整之间所能加工出合格零件的数量。刀具尺寸寿命短，加工尺寸变化大，加工精度低，同时需要频繁换刀、对刀，增加了辅助时间，且容易在工件轮廓上留下接刀刀痕，影响工件表面质量。在数控加工过程中，为了提高生产率，对于精加工刀具，提高其尺寸寿命非常重要。

6.可靠的断屑与排屑性能(www.xing528.com)

切屑的处理是自动化加工的一个重要课题，它对于保证机床的正常连续工作有着特别重要的意义。数控加工中，紊乱的带状切屑会给连续加工带来很多危害，而C 形屑对于切削过程的平稳性及工件表面粗糙度有一定的影响。因此数控机床所用刀具在能可靠卷屑与断屑的基础上，还要确保排屑畅通无阻，尤其是孔加工刀具。

7.精确而迅速地调整

中高档数控机床所用刀具一般最好带有调整装置，这样就能够补偿由于刀具磨损而造成的工件尺寸的变化。为了提高机床生产率，应加快调整速度。

8.自动且快速的换刀

中高档数控机床一般可以采用机外预调刀具，而且换刀是在加工的自动循环过程中实现的，即自动换刀。这就要求刀具应能与机床快速、准确地接合和脱开，并能适应机械手或机器人的换刀操作。所以连接刀具的刀柄、刀杆、接杆和装夹刀头的刀夹，已发展成各种适应自动化加工要求的结构，成为包括刀具在内的数控工具系统的组成部分。

9.刀具工作状态监测装置

这种装置可随时将刀具状态（磨损或破损）的监测结果输入计算机，及时发出调整或更换刀具的指令，以避免由于加工过程中偶然因素造成的损失以及由于刀具磨损而造成的加工精度下降，从而保证工作循环的正常进行与加工质量。

10.刀具标准化、模块化、通用化及复合化

数控机床所用刀具的标准化，可使刀具品种规格减少，批量增加，成本降低，便于管理。为了适应数控机床的多功能发展需求，数控工具系统正向着模块化、通用化方向发展。为充分发挥数控机床的利用率，要求发展和利用多种复合刀具，使需要多道工序、几种刀具完成的加工，在一道工序中由一把刀具完成，从而提高生产率，保证加工精度。此外，刀具结构以机夹可转位为主，以适应数控加工刀具耐用、稳定、易调、可换等要求。由于数控加工工件一般较为复杂，选择刀具时还应特别注意刀具的形状，保证在切削加工过程中刀具不与工件轮廓发生干涉。

11.刀具材料

目前，数控加工较多采用硬质合金或高速钢涂层刀具，以保证刀具寿命高，而且稳定可靠。陶瓷和超硬材料（如聚晶金刚石和立方氮化硼）的不断开发并进入使用，更使得数控机床的优势得以充分发挥。