数控加工刀具的选择及切削用量的确定
数控加工刀具的选择和切削用量的确定
第 ８卷 第 ３期 ２０ ０ ８年 ９月
长 沙 航 空 职业 技 术 学 院学 报 ＪＵ Ｎ ＬＯ Ｈ Ｎ Ｓ ＡＡ Ｒ Ｎ ＵＩＡ Ｏ Ａ ＩＮ Ｎ Ｅ Ｈ ＩＡ Ｏ ＬＧ Ｏ Ｒ Ａ ＦＣ Ａ ＧＨ Ｅ Ｏ Ａ ＴＣ ＬＶ Ｃ Ｔ Ａ Ａ ＤＴ Ｃ ＮＣ ＬＣ ＬＥ Ｅ ＯＬ
０ 引言
位和 可 转位 两 种 ； 特殊 型式 ， 复合 式刀 具 ， ③ 如 减 震式 刀具等 。 ２ 根据制造 刀具 所 用 的材 料 可分 为 ： 高 速 ） ① 钢刀 具 ； 硬质合金 刀具 ； 金刚石刀具 ； 其他 ② ③ ④ 材料 刀具 ， 如立 方氮化硼 刀具 ， 刀具 等 。 陶瓷 ３ 从切 削 工 艺 上 可分 为 ： 车 削 刀具 ， ） ① 分外 圆、 内孔 、 螺纹 、 割刀 具 等 多种 ； 钻 削 刀 具 ， 切 ② 包 括钻 头 、 刀 、 锥 等 ； 镗 削刀 具 ； 铣 削 刀具 铰 丝 ③ ④
意 的 问题 进 行讨 论 。 关 键 词 ： 控 加 工 ； 具选 择 ； 给 量 ； 削 速 度 数 刀 进 切 中 图分 类 号 ：Ｐ ９ ．３ Ｔ ３ １７ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １ ９ ５ （０ ８ ０ ０ ５— ３ １７ — ６４ ２０ ）３— ６ ０
规划及编程 的整个过 程全部 能在计 算机 上完成 ， 一 般 不需要输 出专 门的工艺文件 。
ｌ 数控加 工常用刀具 的种类及特 点
数控加工 刀具必须适 应数控机 床高速 、 高效 和 自动化程度高 的特 点 ， 般应 包括 通用 刀 具 、 一 通用 连接 刀柄及少 量专 用 刀柄 。刀 柄要 联 接 刀具 并装 在 机床动力 头上 ， 因此 已逐渐标 准化和 系列 化 。
切削速度,吃刀量,吃刀量的选择原则与计算
数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。
切削用量包括切削速度、背吃刀量及进给速度等。
对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。
1、刀具切削用量的选择原则粗加工时，一般以提高生产率为主，但也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。
具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
从刀具的耐用度出发，切削用量的选择顺序是：先确定背吃刀量，其次确定进给量，最后确定切削速度。
2、吃刀量的确定背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。
确定背吃刀量的原则：（1）在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm～25μm时，如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm，粗加工一次进给就可以达到要求。
但在余量较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分多次进给完成。
（2）在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2μm～12.5μm时，可分粗加工和半精加工两步进行。
粗加工时的背吃刀量选取同前。
粗加工后留0.5mm～1.0mm余量，在半精加工时切除。
（3）在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8μm～3.2μm时，可分粗加工、半精加工、精加工三步进行。
半精加工时的背吃刀量取1.5mm～2mm。
精加工时背吃刀量取0.3mm～0.5mm。
3、刀具进给量的确定进给量主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料选取。
最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。
确定进给速度的原则：1）当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。
一般在100～200m/min范围内选取。
2）在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在20～50m/min范围内选取。
3）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在20～50m/min 范围内选取。
数控加工中刀具的选择和切削用量的确定
构成 ， ￣ ｎ ｇ ｏ ｏ 内外 圆车刀、 左 右端面车刀、 切槽 （ 切断） 车刀及刀 点放 到对刀点上， 即“ 刀位 点” 与“ 对刀点” 的重合。 所谓 “ 刀位
尖倒棱很小的各种外圆和 内孔车刀。 尖形车刀几何参数 （ 主要是 点” 是指刀具的定位 基准 点， 车刀 的刀位 点为刀尖或 刀尖 圆弧
圆弧形车刀是以一 圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削 等， 以减少对刀时间， 提 高对刀精度。 加工过程 中需要换刀时， 刃为特征 的车刀。 该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖， 应规定换刀点。 所谓 “ 换刀点” 是指刀架转动换 刀时的位置 ， 换 应此 ， 刀位 点不在圆弧上 ， 而在该圆弧的圆心上 。 圆弧形车刀可 刀点应 设在 工件或夹具 的外部 ， 以换刀 时不碰工件及其它部件
工时， 为保证至少完成一次走刀， 避免切削时中途换 刀， 刀具寿 序 执行 的一开始 ， 必须 确定刀具在 工件坐标 系下开始 运动 的 命应按零件精度和表面粗糙度来确定。
１ ． ２选择数控车削用刀具
数控 车削车刀常用 的一 般分成型车刀、 尖 形车刀、 圆弧形 所 以， 该点又称对刀点。 在编制程序 时， 要正确选择对刀点的位 车刀以及 三类 。 成型车刀也称 样板车刀， 其加 工零 件的轮廓形 置。 对刀点设置 原则是： 便于数值 处理和简 化程 序编制 。 易于
Ｓ Ｇ ￣Ｔ ， 直柄刀具系统 的标准代号为Ｄ Ｓ Ｇ ￣Ｚ ， 此 外， 对所选择的 充分发挥其切削性能， 提高生产效率， 刀具寿命可选得低些， 一 Ｔ 刀具 ， 在使用前都需对刀具尺寸进行严格 的测量 以获得精确数 般取 １ ５ — ３ ０ ｍ ｉ ｎ 。 对于装刀、 换刀和调刀 比较 复杂的多刀机床、 组 并 由操 作者将这些 数据输入数 据系统， 经程序调用而完成 合机床与 自动化加工刀具 ， 刀具寿命应 选得高些 ， 尤应保证刀具 据， 从而加工出合格的工件。 可靠 性。 车 间内某—工序 的生产率 限制 了整个车间的生Fra bibliotek率的 加工过程 ，
数控车削中切削用量的选择
数控车削中切削用量的选择
数控车削中，切削用量的选择是确保加工效率和质量的重要因素之一。
合理的切削用量可以有效地避免切削过热和剧烈碰撞等问题，并保证达到预期的工件质量和加工效率。
一般来说，选择正确的切削用量需要考虑以下几个方面：
1. 工件材料：不同材料的切削用量不同。
硬度和韧性大的材料往往需要较大的切削用量，而硬度和韧性小的材料需要较小的切削用量。
2. 切削刀具：不同切削刀具的切削用量不同，因此需要根据刀具的类型和特性进行选择。
3. 加工表面的光洁度要求：如果需要较高的表面光洁度，则切削用量应适当减小，以减少表面粗糙度。
4. 机床性能：切削用量还需要结合机床的性能进行选择，包括机床的刚性、功率、切削速度等因素。
5. 加工过程中的震动和共振情况：过大的切削用量容易引起加工过程中的震动和共振，因此需要适当减小切削用量，以保证加工的稳定性和精度。
选择合适的切削用量可以帮助实现加工效率和质量的平衡，提高数控车削加工的效率和质量。
简析数控加工刀具及切削用量的确定
（ ） 具 耐 磨 性 及 刀 具 的 使 用 寿 命 长 ， 具 材 料 和 切 削 参 数 与 被 ４刀 刀 加工件材料之间要适宜 ： （ ） 片 与 刀柄 要通 用 化 、 格 化 、 列 化 、 准 化 ， 对 主 轴 耍 有 ５刀 规 系 标 相 较 高 位 置 精 度 ， 位 、 装 时要 求 重 复定 位精 度 高 ， 装 调 整 方便 。 转 拆 安
加 工 质量 。 目前 ， 现 了 许 多 绘 图 设 计 软 件 如 Ｐ — Ｕ Ｃ ＴＡ 等 出 ＲＯ Ｅ、Ｇ、Ａ Ｉ
理 的工 艺 规 划 并 设 置 合 理 的 参 数 值 ． 可 以 自动 生 成 ＮＣ程 序 并 传 输 就 至 数 控 机 床 完 成零 件 的加 工 操作 ， 然 与 普 通 机 床 加 工 形 成 鲜 明 的 对 显
切 削 用量 ． 是 编 制 高 质 量加 工程 序 的 前提 。 又 【 键 词 】 具 ； 削 用量 ； 料 ； 艺 关 刀 切 材 工
合 理 选 择 地 选 择数 控 刀 具 和 切 削 用 量 的确 定是 数 控 加 工 中 不 可 高速 钢 或 硬 质 合 金 ， 刀体 为 ４ Ｃ 。 ０ｒ 缺 少 的 环 节 ， 但影 响 着数 控 机 床 的 加 工 效 率 ， 不 而且 直 接 影 响 零 件 的 ２ 立 铣 刀 ）
１２ ．． 数 控 刀具 的选 择 ２ 应 根 据 机床 的加 工 能 力 、 件 材 料 的性 能 、 工 工 序 、 削用 量 以 工 加 切
切 削 液 通 过 刀体 内部 由喷 孔 喷 射 到刀 具 的切 削 刃 部 ： （ ） 殊 型式 ５特
浅谈数控加工中刀具选择与切削用量的确定
（ ）数 控加 工 常用刀 具 的种 类 及特点 一
根据制造刀具所用 的材料 可分为 ：①高速钢 刀具；②硬
性指标。 ２ 精度 高 ．
现在 ，许 多 ｃ Ｄ ｃ Ｍ软件包都提供 自动编程功能，这些 Ａ／Ａ 软件 一般 是在编程界面 中提示工 艺规 划的有关 问题 ，比如， 刀具 选 择 、 加 工 路 径 规 划 、切 削用 量 设 定 等 ，编 程 人 员 只 要
设置 了有 关 的 参 数 ，就 可 以 自动 生 成 Ｎ 程 序 并传 输 至数 控 机 ｃ 床完成加工 。因此 ，数控加工 中的刀 具选 择和切削用量确定
济寿命指标 的合 理性；⑦ 刀具或刀片几何 参数 和切削参数 的
规范化 、典 型化 ；⑧ 刀柄的强度要高 、刚性及 耐磨性要好 ； ⑨刀柄或工具系统 的装机 重量有限度 ；⑩刀片及 刀柄切入的
位 置 和 方 向 有要 求 。 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 ：
及少量专用 刀柄。刀柄要联接 刀具并装在机床动 力头上 ，因
此 已逐 渐 标 准 化 。 ３ 能 自动 换 刀 ． 可 以减少换 刀停 机时间 ，提 高生产加 工时 间。在加 工中
心上，各种数控 刀具要分别装在刀库上 ，按程序规定随 时进 行选 刀和换 刀动 作。因此必须采用标准刀柄 ，以便使钻 、镗、 扩 、铣 削 等 工 序 用 的标 准 刀 具 迅 速 、准 确 地 装 到 机 床 主 轴 或 刀库上 去。刀柄与刀要相 互配合 。编程人 员应 了解机床上所 用刀柄 的结构尺寸 、调整 方法以及调整范 围，以便 在编程时 确定刀具的径 向和轴 向尺寸 。 ４ 耐用度高 ． 数控加工 的刀具不论在粗加工 或精 加工中 ，都应具 有比 普通机床加工所 用刀具更高 的耐用度 ，以尽量减少更换或修 磨 刀具及对刀 的次数，从而提高数控机床 的加工效率和保证 加 工质 量 。应该采用 切削性能好且耐磨 性高的涂层刀片 以及 合 理地 选择切削用量 。当刀加工的 内容很 多时，如刀具不耐 用而磨损较 快，就会影 响工件 的表面质量与加 工精度，而且 会增加换 刀引起 的调刀与对刀 次数 ，也会使工作表 面留下因
数控机床加工的切削用量
数控机床加工的切削用量包括切削速度V c (或主轴转速n)、切削深度a p 和进给量f ，其选用原则与普通机床基本相似，合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高劳动生产率为主，选用较大的切削量；半精加工和精加工时，选用较小的切削量，保证工件的加工质量。
1. 数控车床切削用量 1）切削深度a p在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，尽可能选取较大的切削深度，以减少进给次数。
当工件的精度要求较高时，则应考虑留有精加工余量，一般为0.1～0.5mm 。
切削深度ap计算公式：a p =式中： d w —待加工表面外圆直径，单位mm d m —已加工表面外圆直径，单位mm. 2）切削速度Vc① 车削光轴切削速度V c 光车切削速度由工件材料、刀具的材料及加工性质等因素所确定，表1为硬质合金外圆车刀切削速度参考表。
切削速度Vc 计算公式： Vc=式中： d —工件或刀尖的回转直径，单位mm n —工件或刀具的转速，单位r/min表1 硬质合金外圆车刀切削速度参考表2mw d d注：表中刀具材料切削钢及灰铸铁时耐用度约为60min。
②车削螺纹主轴转速n切削螺纹时，车床的主轴转速受加工工件的螺距（或导程）大小、驱动电动机升降特性及螺纹插补运算速度等多种因素影响，因此对于不同的数控系统，选择车削螺纹主轴转速n存在一定的差异。
下列为一般数控车床车螺纹时主轴转速计算公式：n≤–k式中：p—工件螺纹的螺距或导程,单位mm。
k—保险系数，一般为80。
3）进给速度进给速度是指单位时间内，刀具沿进给方向移动的距离，单位为mm/min，也可表示为主轴旋转一周刀具的进给量，单位为mm/r。
⑴确定进给速度的原则①当工件的加工质量能得到保证时，为提高生产率可选择较高的进给速度。
②切断、车削深孔或精车时，选择较低的进给速度。
③刀具空行程尽量选用高的进给速度。
④进给速度应与主轴转速和切削深度相适应。
⑵进给速度V f的计算 V f = n f式中：n—车床主轴的转速，单位r/min。
数控加工中的刀具选择和切削用量的确定
削 刚30C 合金 rN咖 oVA时， 采用书 心 F
W Y 叫厂O RM AT ION
工 程 技 术
数 控 加 工 中 的 刀 具 选 择 和切 削 用 量 的 确 定
田先 亮
‘ 广东白 云学院》 摘 要 本文对数控加工中的刀具选择和切削用A 确定问0 进行了探讨 给出选择刀具和确定切削用赶的原则， 并对数控加工中应该注意 的问题进行了讨论。 关健词: 数控加工 刀具选择 切削用里 中图分类号:TG 722 文献标识码: A 文章编号:1672- 379 1(2007)08(c卜0057- 0 1 刀具的选择和切削用量的确定是数控加 工工艺中的重要内容， 它不仅影响数控机床的 加工效率 ， 而且直接影响加工质量。现在， 许 多 CAD/ CAM 软件都提供数控加工自动编捏 功能， 这些软件在编程界面中提示工艺规划的 有关问题. 比 ， 如 刀具选择、 加工路径规划 切 削用最设定等， 编程人员只要设置了有关的参 数.就可以自动生成N C 程序井传输至数控机 床完成加工。因此， 数控加工要求编程人员 必 须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则， 在编w 充分考虑数控加工的特点。 的刀柄， 以提高刀具加工的刚性。 选取刀具时 ， 要使刀具的尺寸与被加工工 件的表面尺寸 相适应。生产中， 平面零件周边 轮廓的加工， 常采用立铁刀。 铣削平面时， 应选 硬质合金刀片铣刀。 加工凸台、凹槽时， 选高 速钢立铣刀， 加工毛坯表面或粗加工孔时 ， 可 选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀. 对一些立体 型面和变斜角 轮廓外形的加工， 常采用球头铣 刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面加工时， 由于球头刀具的 端部切削速度为零 因此， 为保证加工精度， 切 A 行距一般取得很能密， i l 故球头常用于曲面的 精加工，而平头刀具在表面加工质最和切削 ，数 控加工常 具的 用刀 种类及特点 因此 只要在保证不 数控加工刀具必须适应数控机床高速、 效率方面都优于球头刀， 过切的前提下， 无论是曲面的粗加工还是精加 高效和自动化程度高的特点， 一般应包括通用 工， 都应优先选择平头刀。 刀 通用连接刀柄及少量专用刀柄。 具、 数控刀 在加工中心上， 各种刀具分别装在刀库 具的分类有多种方法。 上， 按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因 根据刀具结构可分为: ①整体式 。 ②镶嵌 此必须采用标准刀 以便使钻、锤、扩、铣 柄 式， 采用焊接或机夹式连接 ， 机夹式又可分为 削等工序用的标准刀具 迅速、准确地装到机 不转位和可转位两种， ③特殊型式， 如复合式 床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上 刀 ， 具 减震式刀具等。根据制造刀具所用的材 所用刀柄的结构尺寸，调整方法以及调整范 料可分为: ①高速钢刀 .②硬质合金刀具 .③ 具 围， 以便在编程时确定刀其的径向和轴向尺 金刚石刀具; ④其他材料刀具， 如立方氮化翻 寸. 目 前我国的加工中心采用TSG 工具系统， 刀具 ， 陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为: ① 其刀柄有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两 车削刀具， 分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等 共包 多种。 ③钻削刀具， 包括钻头、铰刀、丝锥等， 种 ， 括 16 种不 同用 途的 刀柄 。 在经济型数控加工中. 由子刀具的刃磨、 ③憧削刀 ， 具 ④锐削刀 具等。为了适应数控机 测量和更换多为人工手动进行 占用辅助时间 床对刀具耐用，稳定、易调、可换等要求， 近 较长 ， 因此， 必须合理安排刀具的排列顺序. 几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用， 在数 f 上达到整个数控刀具的30%- 40% ， 金属切 一般应遵循以下原则: 0 尽t 减少刀具 数量皿 切一把刀具装央后， 应完成其所能进行的所有 除最占总数的 80'/.- 90%. 即 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比， 加工部位. ③粗精加工的刀具应分开使用， 使是相同尺寸规格的刀具. ④先铣后钻. ③先进 有许多不同的要求. 主要有以下特点: 行曲面精加工， 后进行二维轮廓精加工 . ⑥在 ( 1)刚性好《 尤其是粗加工刀具) ， 精度高， 可能的情况下， 应尽可能利用数控机床的自动 抗振及热变形小: 换刀功能， 以提高生产效率等。 (2)互换性好， 便于快速换刀， ( 3) 寿命高， 切削性能稳定、可靠. 3 数 工切削用里的确定 控加 (4)刀具的尺寸便于调整， 以减少换刀调整 合理选择切削用最的原则是， 粗加工时， 时间; 一般以提高生产率为主， 但也应考虑经济性和 (5)刀具应能可靠地断屑或卷屑， 以利于切 加工成本 .半精加工和精加工时， 应在保证加 屑的4 w s (6) 系列化， 标淮化， 以利于编程和刀具管 工质最的前提下.兼顾切削效率、经济性和加 工成本。 具体数值应根据机床说明书、切削用 理. t 手册 ， 并结合经验而定。 (1 )切削深度t . 在机床、工件和刀具刚 2 数控加工刀具的选 择 度允许的情况下. t 就等于加工余量， . 这是提高 刀具的选择是在数控编程的人机交互状 生产率的一个有效措施。为了保证零件的加 态下进行的。应根据机床的加工能力、 工件材 工精度和表面粗糙度一 般应留一定的余t 进 料的性能、 加工工序、 9用量以及其它相关 切A 行精加工。数控机床的精加工余t 可略小于 因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原 普通机床 。 则是: 安装调整 便 . 刚性好， 耐用度和精度 (2)切 All* 度 L 。一 般 L 与 刀具直 径 d 成 高. 在满足加工要求的前提下， 尽量选择较短 正比， 与切削深度成反比。经济型数控加工 中， 一般 L的取值范围为:L= (0 .6 - 0. 9)d . (3 )切削速度 v 。提高7 也是提高生产率 的一个桔施， 与刀具耐用度的关系比较密 但v 切。随着v 的增大， 刀具耐用度急剧下降， 故v 的选择主要取决于刀具耐用度。另外.切削速 度与加工材料也有很大关系.例如用立铣刀铣
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摘要在数控机床加工中，数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。
现在，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。
因此，随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一在数控程序的编制过程中，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点。
众所周知，在借助CAM软件进行数控编程的过程中，刀具的选择和切削用量的确定是十分重要，它不仅对被加工零件的质量影响巨大，甚至可以决定着机床功效的发挥和安全生产的顺利进行。
所以无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的刀具和切削用量，是编制高质量加工程序的前提。
关键词：刀具；切削用量；数控加工。
目录摘要 (2)引言 (4)1.数控车床刀具的选择及切削用量的确定 (5)1.1 数控车床类刀具知识 (5)1.1.1 刀具材料性能 (5)1.1.2 常用刀具材料 (6)1.1.3 如何选择车床刀具 (12)1.2 数控车床切削用量的选择及其如何确定 (13)2 数控铣加工中的刀具和切削用量合理选择 (15)2.1 刀具的选择 (15)2.1.1一般应遵循以下原则： (18)2.2数控铣床切削用量的选择 (18)2.2.1如何选择切削用量 (18)2.2.2 切削用量的选择原则 (19)3 CNC加工中心刀具的选择与切削用量的确定 (22)3.1数控加工刀具的选择 (22)3.2 数控加工切削用量的确定 (23)4 图样设计（4-1）及程序编程 (24)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)引言刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，不仅影响数控机床的加工效率，而且影响工件加工质量。
随着CAD\CAM软件技术的发展，使得数控加工中直接利用CAD或PRO/E软件设计的数据成为可能，特别是微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划、编程的整个过程全在计算机上完成。
例如选择刀具、确定加工路线、设定切削用量等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成CNC程序，并传输至数控机床完成加工。
因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，一般不需要输出专门的工艺文件。
因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。
铣床的出口量下降比较严重，部分产品出口转内销，进一步加剧了国内市场竞争。
而对于产品档次比较高的企业来说，受到的冲击就不是很明显，特别是高精尖的高档机床依旧是供不应求。
这些都在说明，国内机床市场转型已迫在眉睫。
1.数控车床刀具的选择及切削用量的确定1.1 数控车床类刀具知识由于机床、刀具、夹具、工件等组成的切削加工工艺系统中，刀具是最活跃的成员。
刀具性能的好坏取决于其材料和结构。
其中，刀具材料起决定作用，它直接影响切削生产率、刀具寿命、加工成本、加工精度和表面质量等高低。
刀具材料包括刀体材料和刀具切削部分材料两部分，但通常刀具材料是指刀具切削部分材料。
1.1.1 刀具材料性能刀具材料性能刀具材料不仅是影响刀具切削性能的重要因素，而且它对刀具耐用度、切削用量、生产率、加工成本等有着重要的影响。
因此，在机械加工过程中，不数控车床但要熟悉各种刀具材料的种类、性能和用途，还必须能根据不同的工件和加工条件，对刀具材料进行合理的选择。
切削时，刀具在承受较大压力的同时，还与切屑、工件产生剧烈的摩擦，由此而产生较高的切削温度；在加工余量不均匀和切削断续表面时，加工中心刀具还将受到冲击，产生振动。
为此，刀具切削部分的材料应具备下列基本性能。
刀具材料性能：刀具材料不仅是影响刀具切削性能的重要因素，而且它对刀具耐用度、切削用量、生产率、加工成本等有着重要的影响。
因此，在机械加工过程中，不但要熟悉各种刀具材料的种类、性能和用途，还必须能根据不同的工件和加工条件，对刀具材料进行合理的选择。
大压力的同时，还与切屑、工件产生剧烈的摩擦，由此而产生较高的切削温度；在加工余量不均匀和切削断续表面时，刀具还将受到冲击，产生振动。
为此，刀具切削部分的材料应具备下列基本性能。
1.硬度和耐磨性：刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度，一般情况下，要求其常温硬度在60HRC以上。
通常，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好，刀具切削部分抗磨损的能力也就越强。
耐磨性还取决于材料的化学成分、显微组织。
刀具材料组织中硬质点的硬度越高，数量越多，晶粒越细，分布越均匀，则耐磨性越好。
此外，刀具材料对工件材料的抗黏附能力越强，耐磨性也越好。
2.强度和韧性：由于切削力、冲击和振动等作用，数控车床刀具材料必须具有足够的抗弯强度和冲击韧性，以避免刀具材料在切削过程中产生断裂和崩刃。
3.耐热性与化学稳定性：耐热性是指刀具材料在高温下保持其硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
耐热性越好，则允许的切削速度越高，同时抵抗切削刃塑性变形的能力也越强。
化学稳定性是指刀具材料在高温下不易和工件材料、周围介质发生化学反应的能力。
化学稳定性越好，刀具的磨损越慢。
4.工艺性能：刀具材料应具备好的制造性能、热处理性能、焊接性能、磨削加工性能等。
5.经济性能：在具有上述性能的同时，刀具材料尽可能满足资源充足、价格低廉的要求。
6.适应性能：随着科学的发展，各种高强度、高硬质、耐腐蚀和抗拉工程材料越来越多的被采用，刀具材料应能适应新型难加工材料的需要。
1.1.2 常用刀具材料1.刀体材料一般刀体军用普通碳钢或合金钢制作。
如焊接车、镗刀的刀柄，钻头、铰刀的刀体常用45钢或40Cr制造。
尺寸较小的刀具或切削负荷较大的刀具宜用合金钢或高速钢整体制成，如螺纹刀具、成型铣刀、拉刀等；尺寸较小的精密刀具（如小镗刀、小铰刀）也可用硬质合金整体制成。
机夹、可转位硬质合金刀具、镶硬质合金钻头、可转位铣刀等可用合金工具钢，如9SiCr或GCr15等制成刀体。
2.切削部分材料目前刀具材料分四大类：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢）、硬质合金、陶瓷及超硬刀具材料等。
刀具材料的硬度按照由大到小的顺序为：金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬质合金刀具、高速钢刀具。
刀具材料的抗弯强度按照由大到小的顺序为：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、合金石刀具和立方氮化硼刀具。
各种刀具材料的物理力学性能见以下表格。
下面分别介绍各种刀具材料的组成、性能、使用等各种刀具材料的物理力学性能3. 高速钢高速钢（High Speed Steel ，简称HSS ）是一种加入较多的钨（W ）、锰（Mo ）、铬（Cr ）、钒（V ）等合金元素的高合金工具钢，有较高的热稳定性，切削温度达500～650℃时仍材料种类 相对密度或密度/（g/cm 3) 硬度/HRC(HRA)［HV ］抗弯强度σbb/GPa冲击韧度αk/（MJ/m 2) 热导率λ/［W/（m · K ）］ 耐热性/ °C切削速度大致比值工 具 钢碳素工具钢 7.6～7.8 60～65（81.2～84） 2.16－≈41.87200～2500.32～0.4 合金工具钢 7.7～7.9 60～65（81.2～84）2.35－≈41.87 300～400 0.48～0.6 高速钢 8.0～8.8 63～70（83～86.6）1.96～4.41 0.098～0.588 16.75～25.1 600～700 1～1.2 硬 质 合 金钨钴类 14.3～15.3 （89～91.5）1.08～2.160.019～0.05975.4～87.98003.2～4.8 钨钛钴类 9.35～13.2 （89～92.5) 0.882～1.370.0029～0.0068 20.9～62.89004～4.8 含有碳化钼、铌类 — （≈92） ≈1.47— — 1000～11006～10 碳化钛基类 5.56～6.3 （92～93.3） 0.78～1.08— — 1100 6～10 陶 瓷氧化铝陶瓷3.6～4.7（91～95） 0.44～0.6860.0049～0.01174.19～20.93 12008～12 氧化铝碳化物混合陶瓷 0.71～0.8811006～10氮化硅陶瓷 3.26 ［5000］ 0.735～0.83 — 37.68 1300 — 超 硬 材料立方氮化硼3.44～3.49 ［800～9000］≈0.294—75.55 1400～1500— 人造金刚石3.47～3.56［10000］0.21～8 —146.54700～800≈25能进行切削，有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性。
其制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、数控车床拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。
高速钢刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能，在复杂大局，尤其是制造孔加工刀具、铣刀、螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等一些刃形复杂刀具时，高速钢占据着重要的地位。
由于钨（W）、钴（Co）等主要元素的资源紧缺，高速钢刀具在所有刀具材料的比重逐渐下降，今后高速钢的使用比例还将逐渐减少。
高速钢刀具的发展方向包括：发展各种少钨（W）的通用型高速钢，扩大使用各种无钴（Co）、少钴（Co）的高性能高速钢，目前，推广使用粉末冶金高速钢（PMHSS）和涂层高速钢。
高速钢的品种繁多：按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢：按化学成分可分为钨系、钨钼系和钼系高速钢；按制造工艺不同，分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。
⑴普通高速钢通用型高速钢约占高速钢总产量的75%～80%。
按钨钼的含量可分为钨系、钨钼系两类。
这类高速钢碳（C）的质量分数为0.7%～0.9%，钨钼钢中钨（W）的质量分数的不同，可分为12%或18%的钨钢、钨（W）的质量分数为6%或8%的钨钼钢、钨（W）的质量分数为2%或不含钨（W）的钼钢。
普通型高速钢具有一定的硬度（63～66HRC）和耐磨性、搞的强度和韧性、良好的塑性和加工工艺性，因此广泛用于制造各种复杂刀具。
①钨钢我国长期使用的通用型高速钢中的钨钢，其典型牌号为W18Cr4V，具有较好的综合性能，在600℃时的高温硬度为48.5HRC，可用于制造各种复杂刀具。