数控机床用刀具系统参数介绍
一、数控车削刀具的特点
为了适应数控机床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件装夹次数少等要求，数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。与普通机床的刀具相比，数控车床刀具及刀具系统具有以下特点：
1）刀片或刀具的通用化、规则化、系列化。
2）刀片或刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化。
3）刀片或刀具材料及切削参数须与被加工工件的材料相匹配。
4）刀片或刀具的使用寿命高，加工刚性好。
5）刀片在刀杆中的定位基准精度高。
6）刀杆须有较高的强度、刚度和耐磨性。
二、数控车削刀具的分类
1.根据加工用途分类
车刀种类车床主要用于回转表而的加工，如圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹、切槽等切削加工。因此，数控车床用刀具可分为外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切槽刀等种类。
2.根据刀尖形状分类
数控车刀按刀尖的形状一般分成三类，即尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀，如图2-2.1所示。
图2-2.1 按刀尖形状分类的数控车刀
注：在数控车床上，除进行螺纹加工外，应尽量不用或少用成形车刀。
3.根据车刀结构分类
根据车刀的结构，数控车刀又可分为整体式车刀、焊接式车刀和机械夹固式车刀三类。
（1）整体式车刀整体式车刀(图2-2.2 a)主要指整体式高速钢车刀。通常用于小型车刀、螺纹车刀和形
状复杂的成形车刀。具有抗弯强度高、冲击韧度好，制造简单和刃磨方便、刃口锋利等优点。
（2）焊接式车刀焊接式车刀(图2-2.2b )是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀体上，经刃磨而成。这种车刀结构简单，制造方便，刚性较好，但抗弯强度低、冲击韧度
差，切削刃不如高速钢车刀锋利，不易制作复杂刀具。
（3）机械夹固式车刀机械夹固式车刀(图2-2.2c）是将标准的硬质合金可换刀片通过机械夹固方式安装在刀杆上的一种车刀，是当前数控车床上使用最广泛的一种车刀。
a）b）c）
图2-2.2 按刀具结构分类的数控车刀
a）整体式车刀b）焊接式车刀c）机械夹固式车刀
三、数控车削刀具的材料
常用的数控刀具材料有高速钢、·硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼，金刚石等。其中，高速钢、硬质合金和涂层硬质合金在数控车削刀具中应用较广。
高速钢是指加了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢，其常用的牌号有W18Gr4V、W14Gr4VCo5和W6Mo5Cr4V2等。高速钢刀具有较高的强度和韧性，主要用于复杂刀具和精加工刀具，但刀具耐热性差。该刀具材料的适用性较广，能适用各种金属的加工。
由于其耐热性差，因此高速钢刀具并不适用于高速切削
硬质合金分成钨钴(K)类、钨钛钴（P）类、钨钛钽钴（M）类等。常用刀具牌号有YG3、YG6、YG8、YT5、YT15、YT30、YW1、YW2等。
硬质合金具有高硬度、高耐磨性、高耐热性的特点，但其抗弯强度和冲击韧度较差，因此该材料适用于精加工或加工钢及韧性较大的塑性金属。
涂层硬质合金是在普通硬质合金的基体上通过“涂镀”新工艺而得到的，使得其耐磨、耐热和耐腐蚀性能得到大大提高。因此，其使用寿命比普通硬质合金至少可提高1～3倍。
陶瓷材料是含有金属氧化物或氮化物的无机非金属材料，该材料具有很高的硬度和耐磨性，很强的耐高温性和较低的摩擦系数。因此，陶瓷刀片是加工淬硬（达65 HRC左右）钢及其他难加工材料的首选刀具。
立方氮化硼及金刚石材料具有极高的硬度和耐磨性，分别适用于精加工各种淬硬钢及高速精加工钛或铝合金工件，但不宜承受冲击和低速切削，也不宜加工软金属，且价格较高。
四、机械夹固式车刀简介
1. 机械夹固式车刀
它分为机械夹固式可重磨车刀（图2-2.3a）和机械夹固式不重磨车刀（图2-2.3b）。
a）b）
图2-2.3 机械夹固式车刀
a）机械夹固式可重磨车刀b）机械夹固式不重磨车刀
机械夹固式可重磨车刀将普通硬质合金刀片用机械夹固的方法
安装在刀杆_L。刀片用钝后可以修磨，修磨后，通过调节螺钉把刃口调整到适当位置，压紧后便可继续使用。机械夹固式不重磨(可转位)车刀的刀片为多边形，有多条切削刃，当某条切削刃磨损钝化后，只需松开夹固元件，将刀片转一个位置便可继续使用。其最大优点是车刀几何角度完全由刀片保证，切削性能稳定，刀杆和刀片已标准化，加工质量好。
2. 机夹可转位刀片
（1）刀片形状机夹可转位刀片的具体形状也已标标准化，且每一种形状均有一个相应的代码表示，图2-2.4列出的是一些常用的可转位刀片形状。
在选择刀片形状时要特别注意，有些刀片，虽然其形状和刀尖角度相等，但由于同时参加切削的切削刀数不同，则其型号也不相同，如图2-2.4中的T型和V型刀片。另有一些刀片，员然刀片形状相似，但其刀尖角度不同，其型号也不相同如图2-2.4中的D型和C型刀片。
（2）机夹可转位刀片的代码硬质合金可转位刀片的国家标准与ISO国际标准相同。共用10个号位的内容来表示品种规格、尺寸系列制造公差即测量方法方法等主要参数的特征。按照规定，任何一个型号刀片都必须用前7个号位，后3个号位在必要时才使用…其中第十号位前要加一短横线“—”与前面号位隔开，第八、九两个号位如只使用其中一位，则写在第八号位上，中间不需要空格。
可转位刀片型一号表示方法如图2-2.5所示。十个号位表示的内容见表2-1。刀片型号的具体含义请查阅相关数控刀具手册。
例TBHG120408EL-CF
其中，T表示三角形刀片，B表示刀具法向主后角为5°，H表示刀片厚度公差为±0. 013mm，G表示圆柱孔夹紧，12表示切削刃长12 mm , 04表示刀片厚度为4.76mm , 08
表示刀尖圆弧半径为0. 8mm ，E 表示切削刃倒圆；L 表示切削方向向左；CF 为制造商代号。
图2-2.4  常用机夹可转位刀片形状
a) T 型  b) V 型  c)W 型  d) S 型  e) P 型  f) D 型  g) C 型  h) R 型
图2-2.5  机夹可转位刀片型号表示方法
（3） 刀片与刀杆的固定方式刀片与刀杆的固定方式如图2-2.6所示，通常有压板式紧、复合式压紧力、杠杆式板紧和螺钉式压紧等几种。
表2-1  可转位刀片10个号表示的内容
位号
表示内容 代表符号 备注 1
刀片形状 一个英文字母 具体含义应查有关标准
2
刀片主切削刃法相后角 一个英文字母 3
刀片尺寸精度 一个英文字母 4
刀片固定方式及有无断屑槽形 一个英文字母 5
刀片主切削刃长度 二位数 6 刀片厚度，主切削刃到刀片定位底
面的距离 二位数
7 刀尖圆角半径或刀尖转角形状二位数或一个英文
字母
8 切削刃形状一个英文字母
9 刀片切削方向一个英文字母
10 制造商选择代号（断屑槽形及槽宽）英文字母或数字
压板式压紧(图2-2.6a)和复合式压紧(图2-2.6b )夹紧可靠，能承受较大的切削力和冲击负载。
螺钉式压紧(图2-2.6c)和采用偏心轴销的杠杆式压紧(图2-2.6d)配件少，结构简单，切屑流动性能好，适合于轻载的加工。
图2-22 刀片与刀杆的固定方式
a)压板式压紧b)复合式压紧e)螺钉式压紧d)采用偏心轴销的杠杆式压紧
五、常见的数控车刀的刀具参数
对于机夹可转位刀具，其刀具参数已设置成标准化参数。而对于.需要刀磨的刀具，在刃磨过程中要注意保证这些刀具参数。
以硬质合金外圆精车刀为例，数控车刀的刀具角度参数如图2-2.7所示，具体角度的定义方法请参阅有关切削手册。硬质合金刀具切削碳素钢时的角度参数参考取值见表2-2
图2-2.7 数控车刀刀具角度参数