数控铣床加工刀具的选用

一、数控加工对刀具的基本要求

数控加工所用刀具与普通加工刀具在类型上大体一致，但对刀具的综合性能要求更高。为保障加工精度与生产效率，刀具需具备较高的可靠性与耐用度；为适配粗加工大切深、快进给的切削条件，要求刀具刚度充足、强度优异；同时应具备良好的断屑与排屑性能，保证机床稳定运行；此外，刀具还需满足装夹便捷、调整简便的特点，并优先选用优质刀具材料。

二、数控加工刀具的分类

按刀具结构可分为整体式刀具（如立铣刀）、镶嵌式刀具及特殊型式刀具；按刀具材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具等类别。

三、数控加工刀具材料的选用

数控加工常用刀具材料包括高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼及金刚石等。切削金属用刀具材料需满足硬度、强度、红硬性、导热性等核心指标，其中硬度与强度为关键性能，理想刀具材料需兼顾二者，因此硬质合金与涂层硬质合金刀具在实际生产中应用最为广泛。

1. 高速钢刀具

高速钢是添加钨、铬等多种合金元素的高合金工具钢，分为通用型高速钢与高性能高速钢两类。

通用型高速钢：硬度为62～69HRC，具备一定耐磨性、较高强度与韧性，切削速度通常不超过45～60m/min，不适用于高速切削。
高性能高速钢：在通用型基础上提升碳、钒含量，耐热性与耐磨性更优，红硬性良好，在620～660℃环境下仍可保持60HRC硬度，耐用度为通用型高速钢的2～3.5倍，多用于高温合金、钛合金等难加工材料切削，但综合适配性不及通用型高速钢。

高速钢曾是切削刀具的主流材料，随着数控机床普及，因切削效率偏低，逐渐被硬质合金刀具替代；但在难加工材料切削、复杂成型刀具制造领域，凭借强度、韧性、红硬性及加工工艺的综合优势，仍有广泛应用。

2. 硬质合金及涂层硬质合金刀具

硬质合金刀具为粉末冶金制品，硬度可达77～81HRC，可耐受810～1100℃高温，许用切削速度为高速钢的4～11倍，缺点是冲击韧性与抗弯强度低于高速钢。近年来新型硬质合金刀具不断迭代，在车削、铣削、钻削、铰孔、镗孔等工序中应用广泛，适配的工件材料范围也持续拓展。

四、数控铣床刀具的具体选择

4.1 铣削刀具的选用

铣削刀具需遵循装夹简单、调整便捷、刚性好、耐用度高、精度达标的选用原则，在满足加工要求的前提下，优先选用短柄刀柄以提升刀具刚性。刀具选型需结合工件材料、加工形态与尺寸确定：

大平面加工优先选用面铣刀，该刀具适用范围广，可兼顾粗加工与精加工。精加工时选用大直径面铣刀，切削宽度尽量覆盖整个加工面，可提升加工精度、降低表面粗糙度，避免接刀痕迹；粗加工时选用小直径面铣刀，便于增大切削深度，满足大切削量、高效率的加工需求。
立铣刀分为高速钢立铣刀与硬质合金立铣刀，主要用于平面、二维曲面、沟槽及台阶面加工。其中高速钢立铣刀适用于凹槽、凸台、曲面加工，不可用于毛坯面切削；硬质合金立铣刀硬度更高，可加工毛坯面，避免毛坯硬层加速刀具磨损。
模具铣刀多用于曲面与模具型腔加工；成型铣刀则适配各类特殊斜角面、异形孔、弧形凹槽等非标型面加工。

4.2 孔加工刀具的选用

数控铣床常用孔加工刀具有钻孔刀具、扩孔刀具、镗孔刀具、攻丝刀具等。

钻孔刀具包含麻花钻、中心孔钻，数控机床孔加工一般无钻模导向，因钻头刚性较差，钻孔前需先用中心钻定位，保证孔位精度。
扩孔刀具用于对预制孔进行二次加工，数控扩孔常用扩孔钻、立铣刀、镗刀。
镗孔刀具可对预制孔进行切削加工，适用范围广，可完成盲孔、平行孔、阶梯孔等各类孔的粗、精加工；数控铣床常用镗刀有单刃镗刀、双刃镗刀及微调镗刀，镗削时为减少振动，可选用多刃刀头，同时搭配粗短型刀杆提升刚性、抑制震动。