数控刀具的选用及特点分析

引言：先进的刀具不仅是推动制造业技术发展、技术进步的重要工具，更是实现产品质量提升、降低产品成本的关键手段。在数控刀具与数控机床共同发展与共同推动之下，也逐渐实现了加工技术的优化，并带领了数控加工步入新的时代。因此，本文笔者就关于数控刀具的选用与特点进行着重分析。

随着人们对产品多样化的追逐，对更高效益、更方便使用工序的追求，并在当前科技日新月异的发展时代里，在制造业、工业高速发展的环境下，人们便逐渐对零件的复杂化、加工的细致化有了更高要求。而在这精度越来越高要求下，传统的加工刀具就需要满足这形状复杂、质量较高的加工工序。因此，切削刀具在时代技术革新力量的推动下，逐渐蜕变传统刀具的缺点与不便，实现了由机械工具向高科技产品的飞跃，形成了新时代数控加工的关键技术。

数据刀具是一种切削加工的工具，其主要应用于机械加工之中，而随着技术的发展，数控刀具不仅实现了与现代科学的紧密相连，还形成了如今高效率、高可靠、高精密的专用化数控刀具时代。下面笔者就关于数控刀具的相关内容进行探讨。

一、 数控刀具的发展历程

刀具在推动人类历史的进程上占据着十分重要的地位。而成就了今天数据刀具的现代化发展其主要经历了四个阶段。

第一阶段：初见刀具雏形阶段。

从我国刀具发展历程来看，在公元前20世纪，就已经出来了各种铜质刀具，并在战国后期便实现了渗碳技术的熟练使用。而这个时期的刀具已经与如今的刀具具有相似之处了，所以，这个阶段正是刀具初见雏形的阶段。

第二阶段：商品生产时期。

刀具步入商品生产使其，是在刀具快速发展时期，也就是在十八世纪后期。在这个时期正处于工业革命时期。随着工业革命的到来，蒸汽机也逐渐成为了各种机械、工具运转的功力，也为实现工业发展提供了功力。而随着功力的解决刀具的商品发展时代便临来了。而这个时期的刀具主要是利用高碳的工具钢制造的。不仅实现的切割速度的提升，还实现了刀具使用的可靠话、高效率。

第三阶段：合金钢具生产阶段。

随着刀具使用的发展、科学技术的更新，刀具的切割速度、刀具使用的可靠性也逐渐提升，而这刀具的第三阶段的到来便是合金工具钢的利用。自刀具采用了合金工具钢后，其实现了八米每分的高速度。之后，有利用了高速钢，其速度又增加了两倍。之后，便逐渐开始利用硬质合金，而硬质合金的使用，不仅实现了尺寸精度的提升，还增强了刀具的表面质量。

第四阶段：沉积法的运用

沉积法的利用时在合金钢生产阶段之后逐渐发展而来的。1969年实现了化学气相沉积法的使用，实现了生产碳化钛涂层的质合金刀片的发明。72年又开始利用了物理气相沉积法。表面涂层方法是一种利用复合型材料切削性能，其不仅实现了其基本材料的增强，还提升了其表面的韧性与耐磨性，并逐渐实现了数控刀具的形成。

二、 数控刀具的种类

经过长时间的刀具发展，不仅实现了刀具制造工艺的创造，还大大提高了刀具的切削加工工具。而在这种工艺猛进的势头下，数据刀具的种类也逐渐变得多样化。其种类的分类依据也各不相同。下面就按照不同种类、不同区别方式来对数控到户的种类进行详细探讨。

1. 从数控刀具加工的表面形式分

数控刀具加工表面形式需要指的是刀具的加工的外形。按照刀具的外表面形式就可以分为五种：孔加工刀具、螺纹加工刀具、齿轮加工刀具、切断刀具及加工外表面刀具。除这五种刀具之外，还包括了组合型刀具。

2. 按数控刀刃形状与切削方式分

按照数控刀具的刀刃形状与刀具的切削方式就可以分为三类。其主要为：通用型刀具、成形刀具与展成刀具。展成刀具是一种利用展成法进行加工齿轮的一种工件或齿面。

3. 根据数控刀具的装夹分

根据数控刀具的装夹部分可以主要分为两个部分，也就是带孔、带柄两类。带孔刀具主要是通过借助轴向键或者端向键实现扭转力矩传递进行的，其主要是依靠内孔套装在机床的心轴或者主轴上实现的。而带柄数据刀具则又可以分为圆柱柄、圆锥柄和矩形柄三类。圆柱柄在进行切削时，是借助于加紧时，所产生的摩擦力而实现切削的，这种柄一般适用于麻花钻等较小的刀具。当前大部分的带柄刀具都是由低合金钢而制成的。

4. 按数控刀具的结构分

数控刀具按结构分就可以分为三种。其主要有：焊接式、机械夹固定式及整体式。一般来说，焊接式的刀具主要是利用焊好的刀头将其固定在刀体上而制成的。机械夹固定式是通过两种方式实现的。一种是将刀片直接固定在刀体上，而另一种是通过焊接固定。而整体式则是在刀体上实现切削刃的处理。

三、 数控刀具的选用

通过上文可知，数据刀具已经形成了多种多样的刀具种类，也达到了多工艺、多水准的数控刀具使用模式。所以，在工业或者制造业实行刀具选择的时候，就需要在实现对不同刀具达到一定程度了解的基础上，结合其制造需要进行数控刀具的合理选择。因此，下面就关于数控刀具选用的有效措施进行有关探讨。

1. 合理处理好机床与刀具之间的关系

选择刀具的第一要点还需要在处理好机床与刀具之间的关系而进行刀具的选择。熟悉刀具使用环境的人都会了解机床与刀具之间的关系。刀具是由机床、工件、刀具共同组成的切割工具，而刀具是切割工艺中最为活跃的因素，刀具与机床也是相互促进、互相配合的关系。也就可以说，刀具要想实现良好的切割效果还需要其具有良好的刀具材料与刀具结构。因此，为了能够实现制造工艺的精密，制造过程中的可靠，实现高质量的产品产出，还需要在进行刀具选择时，能够仔细观察其刀具的机床，保证机床的可靠、牢固。

2. 按零件需要进行刀具选择

按零件需要进行刀具选择就是根据金属的耐磨性、韧性与材料的软硬度进行刀具的选择。通常，对于所制造零件较硬时，就需要选择硬度较高的、耐磨性较强的硬质的合金刀具。而对于一些粗加工、零件制造精密要求不高的零件就可以选择刚性较好、精度较低的刀具。但这里指的一说的是，通过在进行粗加工零件生产时，一般会选择精加工刀具所淘汰了的刀具。而选择这种刀具的主要原因是对于粗加工工序的零件生产的影响较小，且能够实现成本的节约。

3. 据实际切割环境选择刀具

据实际切割环境选择刀具就需要能够在刀具选择时，能够将加工环境与加工区域的特点与刀具的适用程度相结合。所以此时在进行刀具选择时，首先就需要参照刀具的几何参数。只有选择合理的刀具几何参数，才能够实现加工工艺的质量保证、确保刀具的正常使用寿命、防止刀具变形的目的，并同时提升刀具加工的生产效率与生产成本的降低。

4. 透过材料的选择来选用刀具

透过材料来进行刀具的选择主要是通过刀具的硬度、耐磨性、耐热性与韧度进行刀具的选择。一般来讲，要实现加工工艺的高质量就需要刀具运行的效率、加工质量及加工耐用程度为支持，所以，在具体的加工工艺进行时，就需要按照不同材料的软硬程度、耐磨性以韧性进行合理选择，从而实现所选刀具能够满足具体施工工艺需要的目的。

5. 按实际工序选择适合刀具

实际的施工工序也是进行刀具选择的一个重要衡量标准。施工工序有主要施工工序与辅助施工工序。所以，进行刀具选择时，就需要针对不同刀具使用工序的需要进行刀具选择。另外，还需要注意的是刀具的使用顺序。不仅需要尽量减少刀具的使用数量、减少换到次数，还需要将规格相同的刀具进行分开使用，并在数控机床的使用下，使用自动换刀。所以，在这种有序的、数控支持下的刀具作业，就能够实现工艺的精密化、工艺效率的高质量。

四、 数控刀具的特征

在数控刀具发展与不断改进的条件下，数控刀具在具体的使用工艺中，不仅达到了经济、方便、快换、多能的经济目的，还提升了整个制造工艺的工作效益。也正由于数控刀具有着独特的使用优点，就使得数控刀具与普通刀具有着显著的区别，因此，下面笔者就关于数据刀具的特征进行有关分析。

1. 数控刀具通用性高

在如今各项工序规范化发展的条件下，数控刀具也逐渐有了自己标准的、系列化的生产要求。这种规范化生产主要表现在：实现了刀具组成部分的规格化、刀片的几何参数及切削参数也实现了规范，另外，刀具的材料或者刀片也实现了切削参数与加工材料的匹配。所以，在这种规格化、规范化的生产形势下，也逐渐实现了数控刀片使用的规范，提升了数控刀具的通用性。

2. 数控刀具经济耐用

数据刀具的经济耐用是其较为显著的优点与特征。随着科学技术在刀具工艺上的利用以及在人们不断专研、研究的条件下，也逐渐成就了数控刀具经济耐用的特性。经济主要是指的数控刀具的生产成本较低，实现了各种材料的优化组合与利用。耐用，则指的是刀具使用的时间逐渐增加、实现了使用寿命的延长、提升了数控刀具的耐磨性与刚性。而这一优点也满足了加工工艺的精度、刚性及可持续使用的要求。

3. 数控刀具有着自动化优点

从当前的数控刀具的使用情况来看，其在结合现代化科学技术的优势下，实现了刀片的自动切换，并能够在进行加工工序时，可以准确的将刀片、刀柄定位在较为准确的基准位置，并形成了一套良好的自动化、科学化的数控刀具使用体系。所以，也正源于信息系统的建立、科学技术的应用，便实现了、推动了数控刀具自动化的使用，成就了数控刀具科技化、现代化的使用优点。

总的来讲，刀具的使用时期较早、发展历程较长，且在较长的发展与改善历程中，实现了现代化刀具的研发、推动了刀具向现代化的高科技产品跨越，成就了数控刀具的开发与使用。所以，为了实现数控刀具的高效利用，增强数控刀具的使用效益，就需要在数控刀具的具体使用之中，注重刀具选用的合理性与适用性，并有效结合数控刀具的特征与优点，从而能够促使数控刀具能够在具体的加工工艺中，获得更优异的效绩。

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（作者单位：广东省高级技工学校）