如何正确选用刀具

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选择最佳刀具是保证切削加工获得成功的一项关键工作，而且是一项需要反复进行的经常性工作，它直接影响到加工循环时间和加工车间的竞争力。

一家大型刀具制造商的刀具产品，光是英制尺寸的品种规格就有40,000个以上的存货单元。选择刀具就是要挑选出与加工机床相匹配，并能在最短的加工循环时间内，以最低的成本和最高的质量切削加工出零件特征的刀具。以下是选择金属切削刀具时需要考虑的一些重要因素。

  （1）最重要的刀具

切削时间最长的刀具将对加工循环时间产生最大的影响，因此，在正常情况下，应该对这种刀具予以最大程度的重视。还需要额外关注那些切削加工重要零件特征和精度要求最高尺寸的刀具。此外，对那些最有可能产生不易控制切屑的刀具（如钻孔、切槽和加工螺纹的刀具），也需要给予更多重视，因为不理想的切屑容易造成加工停顿。

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    （2）与加工机床相匹配

刀具分为左手刀具和右手刀具，因此，正确选择刀具的左右手非常重要。通常，右手刀具适用于主轴逆时针运转的机床，而左手刀具适合主轴顺时针运转的机床。对于铣刀，人们大都倾向于选用悬伸量较大的刀具。虽然大悬伸量铣刀可以覆盖更大的零件加工范围，但这种选择会降低刀具的刚性，增大刀具挠曲变形，降低切削速度，并更容易发生颤振。要另需要注意的是：机床的换刀机械手对刀具的尺寸和重量有一定的限制。如果你选择冷却液通过主轴的内冷却加工机床，则应选用与之相对应的具有内冷却功能的刀具。

    （3）与工件材料相匹配

被加工材料以碳钢居多，因此，大部分刀具都是为了更好加工碳钢而设计的。钨钢材料也有，只是应该范围相对碳钢来说要少些。所以，刀具牌号的选择取决于被切削材料。对于各种非钢铁材料——如高温合金、钛合金、铝合金、复合材料、塑料、纯金属等——刀具制造商设计制造了系列刀具夹头和配套的刀片几何形状。如果要切削加工这些材料，就要了解为加工这些材料而专门设计的刀具的相关信息。如有必要可根据自己的加工材料，工艺等进行非标刀具订制。

    （4）刀具的大小

选择刀具时常犯的错误是：所选的车刀太小、铣刀太大。大尺寸车刀的刚性更好；而大尺寸铣刀的价格更昂贵，并要将更多时间花在空切上。因此，在选用刀具时，事先应做好充分的计算，尽量做到减少或避免尺寸匹配的精度误差，以减少切削成本。一般而言，刀具尺寸越大，其成本也越高。

    （5）选择可转位刀具还是可重磨刀具

对于这个问题，要根据自身的加工情况而定：尽量避免刃磨刀具。除了某些钻头、立铣刀等少数例外，应该选用刀片式或可转位刀具（在有供货的情况下）。与可重磨刀具相比，可转位刀具可以节省劳动力成本，并获得更可靠、更一致的加工结果。

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选择最佳刀具是保证切削加工获得成功的一项关键工作，而且是一项需要反复进行的经常性工作，它直接影响到加工循环时间和加工车间的竞争力。

一家大型刀具制造商的刀具产品，光是英制尺寸的品种规格就有40,000个以上的存货单元。选择刀具就是要挑选出与加工机床相匹配，并能在最短的加工循环时间内，以最低的成本和最高的质量切削加工出零件特征的刀具。以下是选择金属切削刀具时需要考虑的一些重要因素。

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    （6）刀具材料与牌号

刀具材料和牌号的选择与工件材料以及机床的速度和进给率限制密切相关。对于某一类工件材料，应选择通用性最好的刀具牌号（例如某种涂层牌号）。可以利用刀具制造商编制的牌号选择图表。

（7）功率要求

指导原则是“物尽其用”。如果你购买了一台50马力的机床，就应该选择需要使用其有效功率70％以上的刀具和切削参数（当然这要在工件和夹具允许的情况下）。尤其要注意机床用户手册中的功率/转速表。选择为在该机床的有效功率范围内实现最佳切削而设计的刀具。

    （8）切削刃的数目

对这个问题的回答是“多多益善”。通常，在过去几年中，切槽、切断刀片和某些铣刀片的设计有了很大改进，每个刀片上的切削刃数目翻了一番。用具有多达8个甚至更多的切削刃的新型铣刀片取代只有2-4个切削刃的传统铣刀片的情况已不在少数。有效刀齿的数目对机床工作台的进给速度和生产率具有直接的影响。

    （10）选择单一用途刀具还是多功能刀具

一般来说，工件批量越小，越适合用多功能复合刀具加工。例如，一把复合刀具能够完成钻孔、车削、镗孔、螺纹加工、倒棱等多种切削功能。此外，工件越复杂，越适合采用多功能刀具加工。一台机床只有在刀具切削时才能创造效益，因此应尽量减少换刀等辅助工时。

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    （11）选择标准刀具还是非标刀具（也称专用刀具）

随着数控加工的普及，人们普遍认为，零件的形状可以通过加工编程——而不是刀具设计——来实现，这意味着专用刀具的使用会越来越少。然而，如今仍然有大约10%-20%的大批量加工刀具是专用刀具。其原因在于，专用刀具能达到精确的尺寸要求、减少工序和节省加工时间。如果你需要大批量加工零件，可以考虑专用刀具在缩短加工循环时间上具有的潜在优势。随着按需定制生产技术的发展，标准刀具与专用刀具在刀具成本和交货期上的差距正在逐步缩小。

    （12）切屑控制

切屑可以反映刀具的切削状态，但一般而言，人们往往对切屑存在一种偏见，因为大多数人都没有受过解读切屑的训练。就一般而言，“好”切屑不会干扰加工，而“坏”切屑则会干扰加工。切削刀片上都有根据进给率——从轻载精加工到重载粗加工——而设计的断屑槽和卷屑台。切屑越小，断屑就越困难。加工韧性好的工件材料时，切屑控制比较困难。虽然你无法改变材料的特性，但你可以改变所选的刀具、切削速度、进给量、切削深度、刀尖圆弧半径等。