刀具及切削用量的确定在数控加工中的合理选用
 
摘要：刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控加工
的效率，而且直接影响加工质量。本文从数控加工中刀具的分类与特点入手，分类说明在数
控自动编程中，刀具合理选用的重要意义。
　　关键词：刀具；编程；数控加工；合理选用
　　当今，几乎所有的

CAD/CAM 软件包都提供自动编程的功能，这些软件一般在编程界

面中提示工艺规划的有关问题，如刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只
需设置有关的参数，就可以自动生成

NC 程序并传输至数控机床加工完成。显然，数控加工

中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的
对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分
考虑数控技术加工的特点，正确选择刀具及切削用量。
　　一、数控加工常用刀具的种类及特点
　　数控加工刀具必须适应数控加工的高速、高效和自动化程度高的特点。包括通用刀具、通
用连接刀柄及少量专用刀柄（刀柄要联结刀具并安装在机床动刀头上）。
　　

1.数控刀具的分类方法

　　根据刀具结构可分为整体式、镶嵌式、特殊型式（如复合式刀具、减震式刀具等）；若采
用焊接或机夹式联结，机夹式又可分为不转位和可转位两种；根据刀具的材料可分为高速
钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具、其他材料刀具（如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等）；按
切削工艺上可分为车削刀具（分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等）、钻削刀具（包括钻头、绞刀、
丝锥等）、镗削刀具、铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，
近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的

30%～40%，金

属切除量占总数的

80%～90%。

　　

2.数控刀具与普通机床上所用刀具相比，主要有以下特点：

　　（

1）刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；（2）互换性好，便于

快速换刀；（

3）寿命高，切削性能稳定、可靠；（4）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调

整时间；（

5）刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；（6）系列化、标准化，以

利于编程和刀具管理。
　　

3.数控加工刀具的选择

　　刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料、
加工工序、切削用量以及其他相关因素，正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是安装调
整方便、刚性好、耐用度和精度高。注意在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以
提高刀具加工的刚性。
　　选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边
轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速
钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金的玉米铣刀；对一些立体型面
和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
　　在进行自由曲面

(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加

工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工
质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗
加工还是精加工，都应优先选择平头刀。
　　在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀。因此必须
采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣等工序的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库
上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法及调整范围，以便在编程时确