1.4.3 加工刀具的选择

选择刀具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适用、安全、经济。

适用是要求所选择的刀具能达到加工的目的，完成材料的去除，并达到预定的加工精度。如粗加工时选择足够大，并有足够切削能力的刀具，能快速去除材料；而在精加工时，为了能把结构形状全部加工出来，要使用较小的刀具加工到每一个角落。再如，切削低硬度材料时，可以使用高速钢刀具；而切削高硬度材料时，就必须要用硬质合金刀具。

安全指的是在有效去除材料的同时，不会产生刀具的碰撞、折断等。要保证刀具及刀柄不会与工件相碰撞或者挤擦，造成刀具或工件的损坏。如用加长的、直径很小的刀具切削硬质的材料时，很容易折断，选用时一定要慎重。

经济指的是能以最小的成本完成加工。在同样可以完成加工的情形下，选择相对综合成本较低的方案，而不是选择最便宜的刀具。刀具的寿命和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高则可以使总成本比普通刀具更低，由此产生更好的效益。如进行钢材切削，选用高速钢刀具，其进给量只能达到100mm/min，而采用同样大小的硬质合金刀具，进给量可以达到500mm/min以上，大幅缩短加工时间，虽然刀具价格较高，但总成本反而更低。通常情况下，优先选择经济性良好的可转位刀具。

选择刀具时，还要考虑安装调整的方便程度、刚性、寿命和精度。在满足加工要求的前提下，刀具的悬伸长度尽可能地短，以提高刀具系统的刚性。

数控加工刀具可分为整体式刀具和模块化刀具两大类，主要取决于刀柄。图1-20所示为整体式刀柄。这种刀柄直接夹住刀具，刚性好，但需针对不同的刀具分别配备，其规格、品种繁多，给管理和生产带来不便。

图1-20　整体式刀柄

图1-21所示为模块式刀柄。模块式刀柄比整体式刀柄多出中间连接部分，装配不同刀具时，更换连接部分即可，克服了整体式刀柄的缺点，但对连接精度、刚性、强度等都有很高的要求。模块式刀柄是发展方向，其主要优点是：减少换刀停机时间，提高生产加工时间；加快换刀及安装时间，提高小批量生产的经济性；提高刀具的标准化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；扩大刀具的利用率，充分发挥刀具的性能；有效地消除刀具测量工作的中断现象，可采用线外预调。事实上，由于模块刀具的发展，数控刀具已形成了三大系统，即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。

图1-21　模块式刀柄