合理选择与数控车床匹配的刀具，让你事半功倍！

数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床配备多工位刀塔或动力刀塔，具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并能在批量生产中发挥良好的作用。它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型普通车床的特点于一身，能很好地满足企业提高产品质量、降低生产成本、提高经济效益的要求。所以数控车床是国内使用量最大、覆盖面最广的一种机床。在数控车床加工中，产品质量和劳动生产率在很大程度上受到刀具的制约，虽然其车刀的切削原理与普通车床基本相同，但是如何根据加工零件的实际情况， ，是充分发挥数控车床功能和优势、保证加工精度、提高劳动效率以及控制加工成本的关键。

1.零件分析

　　客户要求加工的产品是轮轴盖（见图1），外形A、B两处已经加工好，内孔粗加工至90mm，产品的精度要求不是很高，形状也不太复杂，但批量较大（每月8 000件）。材料为灰铸铁HT200，毛坯直径150mm，长40mm。技术要求：未注倒角为1×45°，未注公差按GB/T 1804―2000中m级加工。设备是用广州机床厂的GSK980T经济型数控车床，共6台。

2.原加工中存在的问题

　　原生产加工采用两把焊接式合金车刀，分别进行粗车、精车外圆、端面、内孔的加工。焊接式合金刀易磨损，一般适合于粗车，轮轴盖零件用的材料是铸铁，表皮较硬，刀具易磨损。刃磨精度得不到保证，且占用时间长，还会使被加工轮轴盖零件的表面精度大大下降。换刀需要整刀换，增加了刀具成本。GSK98T刀架不能按加工要求自动装、卸刀，需要人工换刀。因定位销钉受力不均匀等原因，螺纹也容易损坏，而且是用两把刀，精度得不到保证，费时较多。加工过程中需要频繁旋转刀架换刀，导致刀架很容易磨损，定位精度出现偏差，还容易出现故障（平均4天一台）。机床厂的维修人员多次上门维修也不能解决问题，造成停产及维修费用增加。由于换刀后需重新对刀、试车、调试的辅助时间增加，且两把刀加工、刀架自动换刀和空运行行程时间也较长，对加工效率造成很大的影响。

3.改进刀具的依据

　　通过分析、研究刀具结构、工艺设计、程序编写等方面问题，认为原来所使用的刀具非常需要改进，具体考虑如下。

　　（1）选用标准化刀具，改为机夹可转位车刀。因为轮轴盖是批量生产，数控车刀应选用机夹可转位车刀，原因在于：①精度高。保证刀片重复定位精度高，方便定位，保证刀尖位置精度，这样刀尖磨损不需要换整刀而只需换刀片就行。②可靠性高。结构可靠的车刀，采用复合式夹紧结构以适应刀架快速移动和换位以及整个自动切削过程中不会松动。迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削加工，提高生产效率。③刀具成本低。由于是批量生产，且刀片可更换，虽然机夹刀可转位刀片贵一些，但刀具的成本不会增加，反而降低，而且更耐用。

　　（2）优化刀具结构。尽可能用少的刀具加工出工件上部分或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面的相互位置精度。在刀的结构上如果能把加工轮轴盖的两把刀合并成装在“一把刀”把上进行加工，则①不旋转刀架。只有“一把刀”在加工，那就不需要旋转刀架，刀架就不会由于磨损而影响精度，更不会引发停产、维修等问题。②保护定位销钉。“一把刀”定位只需要一组定位销钉，而且如果用了标准化刀具，换刀只松、紧刀尖的定位螺丝，不用松、紧刀架的定位销钉装、拆刀杆，刀架的定位销钉不会被损坏。

　　（3）若将选用标准化刀具和优化刀具结构合二为一，则不会存在占机时间长的问题。因为：①选用标准化机夹可转位刀具，当刀片上的一个切削刃磨钝后，其刀片的装拆和转位都很方便、快捷，不需刃磨即可用新的切削刃继续加工，还大大提高了刀杆的利用率。只需快速做简单的对刀，编制程序时作适当的处理就可以了。②采用优化刀具结构方案，两个刀尖相隔一定比原来两把刀刀尖的距离近，换刀和空运行的时间大大缩短，再结合加工工艺、程序编写，设计最短的空行、切削进给路线，可有效提高生产效率，降低刀具损耗。

4.改进后的刀具

　　本人通过以上分析、研究，根据现有的认识和加工条件，从刀具结构的设计、工艺处理、程序的编制等方面去解决了轮轴盖零件加工中存在的问题，具体方法如下。

　　（1）将两把机加刀合为一把机夹刀（见图2）。刀杆经热处理，用螺丝固定刀尖A、B，这样“一把刀”同样可以完成原来两把刀的工作，而且装、卸“一把刀”比原来两把刀省时一半。

（2）用改进后的刀具加工时无须转换刀架，很好地解决了由于要频繁旋转刀架换刀所带来的故障和维修问题。

　　（3）刀具磨损后只需要松开螺丝将不重磨刀片转过适当角度或更换，做简单的刀补行程修改即可继续加工，大大提高了效率。

5.加工中的注意事项

　　（1）将不重磨刀片A、B用螺丝固定在左、右两边，要保证两刀片尖在同一平面上。

　　（2）编写程序时必须要以A、B两个刀尖为两个独立刀位点设两组刀补（01、02），在转换刀尖执行时刀具要离开工件一定距离，防止刀具和工件发生碰撞。

　　（3）刀具每班要转动一次，以保证刀架的锁紧力。

6.程序的编写

　　编写的程序及说明如附表所示。

　　程序内容及说明

程序内容 程序说明

O1212 　　　　程序名

G00X100Z100 定位到起刀点

T0101M3S200 调用第一组刀补A号刀尖

G00X150Z0

加工端面

G01X80F80

G00X150Z5 定位到（150，5）

G71U1R0.5 加工φ145mm外圆及倒角

G71P1Q2U0W0F100

N1G00X143

G01Z0

X145Z-1

Z-16

G00X100Z100T0101 回到起刀点取消第一组刀补

T0102M3S250 　　　　调用第二组刀补B号刀尖

G00X80Z5

G71U1R0.5 　　　　粗加工φ112mm与φ98mm内孔与倒角

G71P3Q4U-0.5W0F80

N3G00X114

G01Z0F50

X112Z-1

Z-11

X100

X98Z-11

N4Z-48

G70P3Q4 　　　　　　　　精加工N3-N4段内容

G00X100Z100T0102 回到起刀点取消第二组刀补

M30 　　　　　　　　程序结束

7.结语

　　通过改进刀具和加工方法后，很好地解决了经济型数控车床批量加工的问题，大大缩短了停产待修、调试时间及刀具自动换刀、空运行行程时间，减轻了操作者的劳动强度，节约成本明显。