2.1.6 数控车床刀具的类型及其选用

车削加工有粗、精加工之分，应分别选择不同的刀具，每把刀都有特定的刀具号，以便数控系统识别。

刀具的选择是数控车削加工工艺设计的重要内容之一。为了适应数控车床加工精度高、加工效率高、加工工序集中及零件装夹次数少等要求，数控车床所用刀具不仅要求其刚性好、切削性能好、耐用度高，而且要求安装调整方便。

1．车刀的类型

（1）按车刀结构分类 车刀可分为整体式、焊接式及机械夹紧（机夹）式三大类。整体式车刀主要是整体式高速钢车刀，如图2-8a所示；焊接式车刀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，如图2-8b所示；机夹式车刀是数控车床上用得比较多的一种车刀，它分为机夹式可重磨车刀（图2-8c）和机夹式可转位车刀（图2-8d）。在数控车床的加工过程中，通常根据被加工零件的结构来选择车刀的类型及角度。为了减少车刀的修磨时间和换刀时间，方便对刀，便于实现机械加工的标准化与自动化，在条件允许的情况下，应尽量使用标准化的机夹式可转位刀具。

（2）按加工部位和用途分类 数控车床用刀具可分为外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀、切断（槽）车刀等，常用车刀种类如图2-9所示。

（3）按刀尖形状分类 数控车床上使用的刀具可分为尖形车刀、圆弧形车刀、成形车刀等，如图2-10所示。

尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这种车刀的刀尖（同时也是其刀位点）由直线形的主、副切削刃构成，如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切断（槽）车刀、其他刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。

圆弧形车刀的特征是，构成主切削刃的刀刃形状为圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧状刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。圆弧形车刀可以用于车削内、外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成形面。

成形车刀俗称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。常见的成形车刀有小半径圆弧车刀、非矩形车槽刀和螺纹车刀等。

2．机夹式可转位车刀刀片形状的选择

在数控车床的加工过程中，为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现加工自动化，应尽量选用机夹式可转位刀片。常见的几种刀片形状如图2-11所示，主要根据被加工零件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选取。

在选择刀片形状时要注意：虽然有些刀片的形状和刀尖角度相等，但由于同时参加切削的切削刃数不同，其型号也不相同；虽然有些刀片的形状相似，但其刀尖角度不同，其型号也不相同。

3．机夹式可转位车刀的选择

通常根据被加工零件的结构来选择车刀的类型和角度。数控车削加工时，为了减少车刀的修磨和换刀时间，便于实现机械加工的标准化，在条件允许的情况下，应尽量选用标准化的机夹式可转位车刀。在实际生产中，数控车刀主要根据数控车床回转刀架的刀具安装尺寸、工件材料、加工类型、加工要求及加工条件从刀具样本中查表确定，其步骤大致如下：

1）确定工件材料和加工类型（外圆、孔或螺纹）；

2）根据粗、精加工要求和加工条件确定刀片的牌号和几何槽形；

3）根据刀架尺寸、刀片类型和尺寸选择刀杆。

4．刀具的安装

在选择好合适的刀片和刀杆后，首先将刀片安装在刀杆上，再将刀杆依次安装到回转刀架上，之后通过刀具干涉图和加工行程图检查刀具安装尺寸。在刀具安装过程中应注意以下问题：

1）安装前保证刀杆及刀片定位面清洁，无损伤。

2）将刀杆安装在刀架上时，应保证刀杆方向正确。车刀刀杆中心线应与进给方向垂直，如图2-12所示，否则会使主偏角和副偏角的数值发生变化，如螺纹车刀安装歪斜会使螺纹牙型半角产生误差。车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐。车刀至少要用两个螺钉压紧在刀架上，并逐个轮流拧紧。

3）车刀刀尖应与车床主轴轴线等高。当车刀刀尖高于工件轴线时，后角减小，增大了车刀后刀面与工件间的摩擦；当车刀刀尖低于工件轴线时，前角减小，切削力增大，切削不顺利，如图2-13所示。

4）车刀刀头伸出长度一般以刀杆厚度的1.5～2倍为宜。车刀安装在刀架上，伸出部分不宜太长，伸出过长会使刀杆刚度变差，切削时易产生振动，影响工件的表面质量。