数控机床刀具有哪些？实际操作中会遇到哪些问题及如何解决？

刀具通常按照加工方式和具体用途，分为 车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和铰刀等几大类型。


刀具还可以按其它所用材料分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；或者按照是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。


刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。


一、数控机床刀具的特点


1、具有良好的稳定切削性能 刀具刚性好、精度高，能进行高速切削和强力切削。


2、刀具有较高的寿命 刀具大量采用硬质合金材料或高性能材料（如陶瓷刀片、立方氮化硼刀片、金刚石复合刀片和涂层刀片等，高速钢刀具采用较多的则是高钴、高钒、含铝的高性能高速钢和粉末冶金高速钢）。


数控机床刀具有哪些？实际操作中会遇到哪些问题及如何解决？


3、刀具（刀片）互换性好、能快速换刀 刀具能实现自动、快速更换，缩短辅助时间。


4、刀具有较高的精度 刀具适用于对较高精度工件的加工，特别是当采用可转位刀片时，由于刀具刀体和刀片重复定位精度高，因而能获得良好的加工质量。


5、刀具有可靠的卷屑和断屑性能 使用数控机床不能随意停机处理切屑，加工中出现的长切屑会影响操作者的安全和加工效率。

6、刀具有调整尺寸的功能 刀具可机外预调（对刀）或机内补偿，以减少换刀调整时间。


7、刀具能实现系列化、标准化和模块化 刀具系列化、标准化和模块化有利于编程、刀具管理和降低成本。


8、多功能复合及专用化。


二、CNC刀具种类


常用的数控铣刀具按形状分为平底刀、圆鼻刀和球刀3种。


1、平底刀


平底刀也叫平刀或端铣刀，周围有主切削刃，底部为副切削刃。可以用于开粗及清角、精加工侧平面及水平面。常用的有ED20、ED19.05（3/4英寸）、ED16、ED15.875（5/8英寸）、ED12、ED10、ED8、ED6、ED4、ED3、ED2、ED1.5、ED1、ED0.8及ED0.5等。E是End Mill的第一个字母；D表示切削刃直径。


一般情况下，开粗时尽量选较大直径的刀，装刀时尽可能短，以保证有足够的刚度，避免弹刀。在选择小刀时，要结合被加工区域，确定最短的刀锋长及直身部分长，选择本公司现有的最合适的刀。


如果侧面带斜度叫斜度刀，可以精加工斜面。


2、圆鼻刀


圆鼻刀也叫平底R刀，可用于开粗、平面光刀和曲面外形光刀。一般角半径为R0.1～R8。一般有整体式和镶刀粒式的刀把刀。镶刀粒的圆鼻刀也叫“飞刀”，主要用于大面积的开粗及水平面光刀。常用的有ED30R5、ED25R5、ED16R0.8、ED12R0.8及ED12R0.4等。飞刀开粗加工尽量选大刀，加工较深区域时，装刀长度先装短加工较浅区域，再装长加工较深区域，以提高效率且不过切。


3、球刀


球刀也叫R刀，主要用于曲面中光刀及光刀。常用的球刀有BD16R8、BD12R6、BD10R5、BD8R4、BD6R3、BD5R2.5（常用于加工流道）、BD4R2、BD3R1.5、BD2R1、BD1.5R0.75及BD1R0.5。B是Ball Mill的第一个字母。


一般情况下，要通过测量被加工图形的内圆半径来确定精加工所用的刀具，尽量选大刀光刀、小刀补刀加工。


三、常见问题及解决方案


在实际操作中，总是会出现各种问题。这里有一些常见的问题和解决方案，供大家参考。相信解决这些问题会提高机床的加工效率。


工具振动


随着难加工材料的使用越来越多，振动已成为提高加工效率的障碍。振动的发生直接影响加工精度和表面粗糙度，加速刀具磨损，严重影响刀具寿命，严重时不能继续切削加工。


数控机床刀具有哪些？实际操作中会遇到哪些问题及如何解决？


工具振动需要三个条件同时存在。包括工具在内的工艺系统不够坚固，导致固有频率低。在切割过程中会产生足够的外部激振力。外部激振力的频率与过程系统的固有频率相同。谐振。


解决刀具振动的思路分为三个部分。首先是最小化切削力。使用尽可能小的刀尖圆弧来减少切削力。增加刀具的前角。用磨过的刀片更换压好的刀片。减小切深，增加速度，增加进给。对细长轴使用 90 度进入角。对于带有细杆的铣床，圆形刀片最有助于减少振动。

二是最大限度地提高工具系统或夹具和工件的静态刚度。


三是在刀杆内部产生单独的振动，扰乱外激励切削力的振动频率，从而消除刀具振动。


刀片磨损


在加工过程中，前刀面和后刀面经常很快磨损。其中，根据叶片损坏情况需要采取各种应对措施。


1.后刀面磨损过大导致表面粗糙，加工尺寸差


这种情况的原因包括高切割速度或低刀片耐磨性。解决方案包括改进减慢切削的方法，逐渐增加切削量，使用更耐磨的刀片材料或涂层，以及使用顺铣而不是逆铣。


2.缺口磨损


刀片的凹槽切割后可能会损坏并导致表面粗糙和碎屑。原因包括进给速度太低。铣床容易发生加工硬化。工件表面有氧化皮。面对这种情况，应经常用钉子检查刀片凹槽的磨损情况。


3. 铣削不锈钢和耐热合金时的积屑瘤


铣床的粘刀又叫积屑瘤，加工表面粗糙，出现毛刺。由于积屑瘤的脱落，切削刃的前刀面脱落，切削刃被压碎，耐热合金工件的二次崩刃导致切削刃被快速压碎。造成这种情况的原因无非是切削刃钝、前角为负、切削速度低、切屑厚度太薄、排屑不良等。


解决累积肿瘤的方法大致基于“六个步骤”。第一步是提高不锈钢和铝合金的切削速度。第二步是使用物理涂层或未涂层的刀片。第三步是逐渐增加切削量，以达到最佳切屑厚度。第四步准备足够的高压冷却液或空气以防止二次切屑。第五步是使用顺铣代替逆铣。第六步，用纯矿物油低速清洗耐热钛合金和沉淀硬化不锈钢的切削区域。


4.刀片折断或撞刀


这种边缘崩裂的原因有很多。如果刀片材料太硬，刀片轮廓太弱，或切割速度太慢，切割边缘可能会塌陷，导致切割不均匀或断续。


考虑到这种情况，首先检查垫片是否损坏或刀片上的螺丝是否变形需要更换。二是要消除振动系数，选用较硬的刀片材料，更换刃口较强的刀片。最后，必须提高切削速度以消除切削刃。