数控刀具的选择和切削参数的确定是数控加工技术的重要环节。它们不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
常用数控加工刀具种类及特点
数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效、自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀架和少量专用刀架。刀架应与刀具连接，安装在机床动力头上，因此已逐渐标准化、系列化。数控刀具的分类方法有多种。
根据工具结构可分为：
- 积分型。
- 镶嵌式。采用焊接或机夹连接，机夹式又分为非旋转式和旋转式。特殊类型，如复合工具、减震工具等。
根据制造工具的材料，可分为：
- 高速钢工具。
- 硬质合金工具。
- 金刚石工具。
- 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。
从切割工艺上可分为：
- 车刀，分为外圆、内孔、螺纹、切削刀具等。
- 钻孔工具，包括钻头、铰刀、丝锥等。
- 钻孔工具。
- 铣削刀具等
为了满足数控机床对刀具耐用、稳定、易调整、可更换的要求，近年来机夹式可转位刀具得到广泛应用，其数量约占整个数控刀具的30%~40%，金属切除量约占总切除量的80%~90%。
数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：
- 刚性好（特别是粗加工刀具），精度高，抗振性和热变形小。
- 互换性好，换刀方便、快捷。
- 寿命长，切割性能稳定，可靠。
- 刀具尺寸调整方便，减少换刀调整时间。
- 刀具应能可靠地折断或卷起切屑，以利于排屑。
- 系列化、标准化，方便编程和工具管理。
数控加工刀具的选择
数控加工刀具虽然具有许多普通刀具无法比拟的优势，但在加工中只有合理选择才能充分发挥其效能。面对种类繁多的刀具和复杂的刀样，很多操作人员不知所措，不知如何选择。笔者经过多年的教学积累以及与操作人员和技术人员的交流，认为在选择刀具时，应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量等相关因素，正确选择刀片和刀柄。
一般选型时，应先选择刀片，然后根据刀片和加工条件选择刀杆或刀柄。因此，刀片的选择是刀具选择的关键和前提，而刀片的选择又包含材料选择和形状选择两个方面。材料选择主要根据加工零件的材料特性和加工条件来选择刀片的材料。如果要加工不锈钢零件，则首先要选择涂层硬质合金（GC）材质的刀片。加工条件属于精细加工，对表面质量要求较高。
刀片选择的关键是刀片形状和槽型的选择。刀片的形状、角度和刀尖半径是根据工艺类型和加工部位来选择的。选择时，应考虑组合刀具所需的主偏角、可达性和多功能性要求，例如刀具的副切削刃是否与加工表面发生干涉、刀尖的强度以及加工后能达到的表面粗糙度等。现在我们来介绍一下刀具（刀片）形状的选择方法和要点。
数控车削刀具的选择
数控车床在加工过程中，主要利用程序控制刀具的各种插补运动，实现各种轮廓的加工。因此，刀具切削刃的形状并不是保证加工精度的主要因素。为了便于选择和管理，常用的数控车刀（刀片）种类比较简单，一般有外孔车刀和内孔车刀三种。加工时根据工件材料的不同，采用不同材质的刀片，形成适应不同加工条件的车刀。因此，车刀的选择主要是这三种车刀类型的选择。
CNC车削主要加工一些成形表面。此时主要考虑的是刀具角度是否会与工件加工部分发生干涉。加工外圆和内孔时，刀具与工件的相对位置关系。
下面就三种常用的外圆车刀刀片的应用特点进行介绍，为了介绍方便，我按照刀具部件的角度和特点进行分类。
80°D钻石 I插入 External T瓮 T哦
该刀片所用刀架主前角多为93°，组合成刀具后副前角为7°。该刀具刚性非常好，主要适用于加工圆柱台阶面等阶梯轴类零件。可达到较大的切削深度，多用于粗加工。也可选用不同材质的刀片进行半精加工和精加工。
35° D钻石 I插入 External T瓮 T哦
该类刀片所用刀架多为93°，组合成刀具后的刀具副前角为52°。刀具刚性较差，但较大的副前角可避免与加工表面发生干涉。主要适用于加工一些成形面和凹形轮廓。每次切削深度较小，进给量也应选择较小，否则表面粗糙度较大。粗加工、半精加工和精加工可使用不同的刀片，但一般用于精加工。
55° D钻石 I插入 External T瓮 T哦
该类刀片选用的刀架主前角为93°，组合成刀具后的刀具副前角为32°，刀具刚性一般，较大的副前角可以避免与加工表面发生干涉，可以加工一些凹度较小的成形面和轮廓，同时还能保持良好的刚性，实现快速切削。其切削性能和应用范围介于80°金刚石刀片外圆柱车刀和35°金刚石刀片外圆柱车刀之间，可选用不同的刀片进行粗加工、半精加工和精加工，一般用于半精加工和精加工。
内圆车刀的选择方法和要求与外圆车刀基本相同，但还需注意刀具的副切削刃是否与加工表面发生干涉，以及刀尖强度是否满足要求。另外，选择时尽量选择刀尖角较大的刀具，以使刀具具有良好的刚性。一般情况下，刀具副偏角可比工件轮廓的最大切削角大2°左右。
一般情况下，刀片对应的刀柄型号是固定的，即使形状相同也不能互换，否则刀具的中心高会不符合要求。刀片形状选定后，还要考虑刀片槽型的选择。常见的刀片槽型有：
合理选择刀片槽型可提高生产效率。图3中的三种刀片是用于半精加工和精加工的创新型高生产率刀片，已逐渐在各个行业得到广泛应用。通过略微改变刀尖半径，可在保证表面质量的同时使进给速度加倍。建议在选择时参考刀具样本的推荐值。
CNC加工中心刀具的选择
加工中心选择刀具的一般原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度高、精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较粗、较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。
加工中心常用的刀具主要有铣刀和孔加工刀具。铣刀包括面铣刀、立铣刀等。孔加工刀具主要包括中心钻、麻花钻、镗刀、丝锥、锪孔钻等。现在简单介绍一下选择这些刀具的要点。
立铣刀 S选举
整体硬质合金立铣刀有底刃和侧刃两种，主要用于加工台阶面、沟槽、仿形加工以及刀具尺寸有限的凹面轮廓和成形面。刀具的底刃和侧刃可同时切削，加工范围广，加工方法灵活，在生产中应用广泛。
常用的整体硬质合金立铣刀种类较多，选择也比较简单。选择时尽量选择直径较大的刀具，这样刀具的刚性好，金属切除率高。选择时一定要注意刀具半径要小于零件凹形轮廓的半径。数控机床都具有圆弧插补功能，加工凹形圆弧轮廓时，尽量使用小直径刀具，并用圆弧指令进行加工。不同的立铣刀齿数不同，通常精加工时采用齿数较多的铣刀。一般立铣刀如果刀片不过中心，就不能用于钻孔，应采用其他进给方式。如果需要钻孔，应使用刀片过中心的铣刀或键槽铣刀。
选择铣削刀具时，刀具的尺寸应与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，加工平面零件的周边轮廓时，常采用立铣刀；铣削平面时，应选择硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，应选择高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选用硬质合金刀片的玉米铣刀；加工一些三维表面和变角度轮廓形状时，常用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在加工自由曲面（模具）时，由于球头刀具末端的切削速度为零，为了保证加工精度，切削线间距一般采用顶端密距，因此曲面的精加工常采用球头刀具。平头刀具在曲面加工质量和切削效率方面均优于球头刀具。因此，只要保证不过切，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀具。另外，刀具的耐用度和精度与刀具的价格密切相关。大多数情况下，虽然选择一把好的刀具会增加刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，可以大大降低综合加工成本。
选择 HOLE P加工 T乌尔斯
在加工中心上进行孔加工通常分为三个步骤：首先用中心钻钻中心孔，然后用钻头钻孔，最后用镗刀和铰刀精加工。中心钻通常只有φ1.5和φ3两种，尽量选择大一些的。选择钻头时要注意留0.4~0.6mm的余量用于精加工。铰刀为定径刀具，应根据零件的平均差大小进行选择。孔加工的重点是镗刀的选择。常用的镗刀分为粗镗刀和精镗刀两大类。常用的粗镗刀多为两刃镗刀，一般用于镗通孔和台阶孔，也可采用单刃镗刀。精镗刀配有镗孔径调节装置，刀头可在一定范围内调节，使用时也应根据镗孔的平均差大小进行调节。
加工过程中切削量的确定
切削用量的选择是决定加工效率和表面加工质量的最重要因素，在加工过程中应合理选择。选择切削用量的主要原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，同时还应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体切削用量应根据机床手册、切削用量手册，并结合经验确定。具体应考虑以下因素。
切削深度ap。在机床、工件和刀具的刚性允许的情况下，ap等于加工余量，这是提高生产率的有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留有一定的精加工余量。数控机床的精加工余量可以比普通机床略小。
切削宽度L。通常，L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。在经济型数控机床加工中，L的一般取值范围为：L=(0.6~0.9)d。
切削速度v。提高切削速度v也是提高生产效率的措施之一，但v与刀具的耐用性密切相关。随着v的增加，刀具的耐用性会急剧下降。因此，v的选择主要取决于刀具的耐用性。此外，切削速度也与加工材料密切相关。例如，使用立铣刀铣削30CrNi2MOVA合金时， v可以约为8m/min；而使用同一立铣刀铣削铝合金时，v可以选择200m/min以上。通常，所选刀片的推荐切削速度值会在刀具样品中给出。用户可以根据待加工工件的材料进行选择。机床手册中推荐的切削速度值相对较大，建议在选择时适当降低。
主轴转速n（r/min）。主轴转速一般根据切削速度v选择，计算公式为：v=πdn/1000。数控机床控制面板上一般设有主轴转速调节（倍频）开关，加工过程中可按整数倍数调节主轴转速。
进给速度vf。vf应根据工件的加工精度、表面粗糙度要求以及刀县、工件材质等因素选择。vf的提高也可以提高生产效率，但同时表面粗糙度会大大降低，所以在粗加工、加工表面粗糙度要求较低时，vf可以选择大一些。精加工一般根据表面粗糙度值来选择。现在数控机床都配有进给速度调节旋钮，可以在编程时设置较大，加工过程中根据具体的加工状态，通过机床控制面板上的调节开关进行手动调整。但最大进给速度受到设备刚度、进给系统性能等限制。
随着数控机床在实际生产中的广泛应用，在数控机床上加工的零件越来越多，工件的材质、加工要求也各有不同，为了保证加工质量、提高加工效率，操作人员和编程人员必须熟悉刀具的选择方法和确定切削用的原则，充分发挥数控机床的优势，提高企业的经济效益和生产水平。
