数控刀具的工序形式及加工方式特征分析
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摘 要：我国机械制造业的发展速度日新月异，数控加工已基本普及了大部分机械制造企业，数控机床和数控刀具的种类和数量也随之大量增加，数控刀具的资金投入也越来越大，很大程度上影响着生产成本。而数控刀具是数控加工的重要组成部分，对数控加工的柔性、生产效率以及产品制造的精密性和正确性有着举足轻重的作用。所以在产品形式和加工要求多变的情况下，对种类繁多的数控刀具的做出正确选择、合理使用和有效管理意义深远。
1. 数控加工的工序形式分析
在每个数控加工工艺形式中包含多个典型工序形式的加工，这些工序形式加工组合在一起，完成每一个工艺形式下一个工件的完整加工。经过实践总结和分析，本文将每一个工艺形式下的典型工序形式进行了归纳总结如下：
（1）数控车削加工包括：外圆车削、内圆车削、切断及切槽加工、螺纹车削等；
（2）数控铣削加工包括：平面铣削、轮廓铣削、仿形铣削、螺纹铣削等；
（3）数控钻削加工包括：中心孔钻削、普通钻削、扩孔与锪孔钻削、铰削等；
（4）数控镗削加工包括：精镗加工和粗镗加工等；
（5）多任务加工包括：复合加工等。
这些典型的工序形式加工通常在实际生产中是划分工序的主要依据，在工艺形式相同工序形式不同的情况下所使用的数控刀具，在形式和结构上是不同的，各有各的特点。但同一工序形式中所使用的数控刀具具相同的工序类别特征。因此，在同一工艺形式中所用的数控刀具在具备相同工艺类别名称的同时，由于加工的工序形式的不同，又具备不同的工序类别名称，见表1.1所示：
2. 数控刀具的工序加工方式
根据零件的加工要求和结构形式的不同，每一个工序类别中的数控刀具在进行加工时又有着不同的加工方式，在加工方式不同的工序中所用的数控刀具，其形状结构、几何角度、切削参数是不同的。每一种工序加工方式所对应的刀具结构、形状和几何角度基本是固定的。所以刀具的工序加工方式是系统选择数控刀具正确性与合理性的重要特征依据。经过分析和总结，每一工序类别中的数控刀具所包含的典型加工方式见表2.1所示。
3. 数控刀具的加工类型和加工工况分析
金属切削加工在整个加工类型包括粗加工和精加工，不同的加工类型所选择的切削用量和加工方式有很大的不同，而加工时的客观条件，例如材料的易切程度、加工表面的连续性、机床刚性与切削能力等，也影响着加工刀具以及切削参数的选择，很大程度上影响了金属切削的质量和效率，在进行数控刀具选择需要考虑。经分析，数控加工的加工类型包括：粗加工、精加工和半精加工；工况类型包括：良好（轻切削）、正常（普通切削）、恶劣（重切削）。加工类型的应用场合和工况类型的加工状况见表3.1、表3.2所示。
4. 数控加工的工件材料与刀具材料分析
4.1 数控加工的工件材料分析
数控加工所生产的零件范围极其广泛，而这些零件又是由许多不同材料加工而成。每种材料都有自己的独特性能，其特性会受到所含合金元素、热处理、硬度等的影响。这些因素组合在一起，会对切削刀具的材料、结构和切削参数的选择产生重要的影响，是刀具选择过程中重点考虑的内容之一。工件材料在ISO 标准中根据其独有的特性被分为钢、不锈钢、铸铁、有色金属、耐热合金和淬硬钢六大类，并有不同的表示符号：钢为P，不锈钢为M，铸铁为K，有色金属为N，耐热合金为S，淬硬钢为H等
每一大类工件材料中又包含若干种化学成分不同材料，其加工的工艺性能和应用有很大的不同。
4.2 数控刀具材料及应用分析
要使数控加工获得满意的切削效果，刀具材料的选择则是重要的考虑因素之一。数控刀具的材料与传统刀具所用的材料相比有很大的变化，同时发展较快，数控刀具材料的开发和制造工艺也成为重点研究的对象。现代数控加工常用的刀具材料主要有包括五大类别：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和聚晶金刚石。为了满足现代数控加工中各种工件材料和不同切削工艺的要求，在每一类刀具材料中由于添加成分和制造工艺的不同，又分不同的种类，并有不同的表示符号，应用与各种工件材料和各种工艺方式的加工。
随着多任务复合加工类的数控机床逐渐的投入使用，在数控机床上一次装夹的情况下，要加工多种工件，并完成工件上多道工序的加工，因此需要使用的刀具品种、规格和数量越来越多。为了适应这种情况，数控加工的组合刀具系统应运而生，实现了数控刀具的快速更换与高效切削。数控加工的刀具系统主要有由刀具、刀柄及实现刀具快换所必需的定位、夹紧、抓拿及刀具保护等机构组成，是数控刀具与数控机床的接口。通常被称为数控加工的刀柄系统或工具系统。
结论
本文主要对系统所需的数控刀具特征信息数据和相关的加工工艺信息数据进行了分析和研究；研究构建了系统化的数控刀具分类体系，确定了数控刀具合理选择和正确使用的关键条件。
参考文献
[1] 山特维克. 金属切削指南.[M].山特维克可乐满，2009
[2] 太原市金属切削协会编.金属切削实用刀具技术[M].北京：机械工业出版社，2002.9