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第一章第一章 数控加工概述数控加工概述1.1 数控加工工艺系统概述数控加工工艺系统概述1.1.1 数控加工原理及加工过程 数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件的加工。件的加工。u加工过程加工过程u数据转换数据转换 (l）译码）译码 译码程序的主要功能是将文本格式表达的零件加工程序，以程序译码程序的主要功能是将文本格式表达的零件加工程序，以程序段为单位转换成刀补处理程序所要求的数据格式，把其中的各种零件段为单位转换成刀补处理程序所要求的数据格式，把其中的各种零件轮廓信息（如起点、终点、直线或圆弧等）、加工速度信息（轮廓信息（如起点、终点、直线或圆弧等）、加工速度信息（F 代码）代码）和其他辅助信息和其他辅助信息(M、S、T 代码等），按照一定的语法规则解释成计代码等），按照一定的语法规则解释成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存放在指定的内存专用单元。在译码过程中，还要完成对程序段的语法检查，若发现语法用单元。在译码过程中，还要完成对程序段的语法检查，若发现语法错误便立即报警。错误便立即报警。(2）刀补处理）刀补处理 刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。通常刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。通常CNC 装置装置的零件程序以零件轮廓轨迹编程，刀具补偿作用是把零件轮廓轨的零件程序以零件轮廓轨迹编程，刀具补偿作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹。目前在比较好的迹转换成刀具中心轨迹。目前在比较好的CNC 装置中，刀具补偿装置中，刀具补偿的工件还包括程序段之间的自动转接和过切削判别，这就是所谓的工件还包括程序段之间的自动转接和过切削判别，这就是所谓的的C刀具补偿。刀具补偿。(3）插补计算）插补计算 插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行“数据点的密数据点的密化化”。插补程序在每个插补周期运行一次，在每个插补周期内，根据。插补程序在每个插补周期运行一次，在每个插补周期内，根据指令进给速度计算出一个微小的直线数据段。通常，经过若干次插补指令进给速度计算出一个微小的直线数据段。通常，经过若干次插补周期后，插补加工完一个程序段轨迹，即完成从程序段起点到终点的周期后，插补加工完一个程序段轨迹，即完成从程序段起点到终点的“数据点密化数据点密化”工作。工作。(4)PLC 控制控制 CNC 系统对机床的控制，分为对各坐标轴的速度和位置的系统对机床的控制，分为对各坐标轴的速度和位置的“轨迹控制轨迹控制”，及对机床动作的，及对机床动作的“顺序控制顺序控制”或称或称“逻辑控逻辑控制制”。PLC 控制可以在数控机床运行过程中，以控制可以在数控机床运行过程中，以CNC 内部和内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等开关信号状态为机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等开关信号状态为条件，并按预先规定的逻辑关系对诸如主轴的起停、换向，条件，并按预先规定的逻辑关系对诸如主轴的起停、换向，刀具的更换，工件的夹紧、松开，液压、冷却、润滑系统的刀具的更换，工件的夹紧、松开，液压、冷却、润滑系统的运行等进行控制。运行等进行控制。数控加工原理就是将预先编好的加工程序以数据的形式数控加工原理就是将预先编好的加工程序以数据的形式输入数控系统，数控系统通过译码、刀补处理、插补计算等输入数控系统，数控系统通过译码、刀补处理、插补计算等数据处理和数据处理和PLC 协调控制，最终实现零件的加工。协调控制，最终实现零件的加工。1.1.2 数控加工工艺概念与工艺过程数控加工工艺概念与工艺过程l 数控加工工艺数控加工工艺 指采用数控机床加工零件时，所运用各种方法和技术手段的总和，应用于指采用数控机床加工零件时，所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。整个数控加工工艺过程。l数控加工工艺过程数控加工工艺过程 利用切削刀具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、利用切削刀具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。l数控加工过程数控加工过程 是在一个由数控机床、刀具、夹具和工件构成的数控加工工艺系统中完成是在一个由数控机床、刀具、夹具和工件构成的数控加工工艺系统中完成的。数控机床是零件加工的工作机械，刀具直接对零件进行切削，夹具用来的。数控机床是零件加工的工作机械，刀具直接对零件进行切削，夹具用来固定被加工零件并使之占有正确的位置，加工程序控制刀具与工件之间的相固定被加工零件并使之占有正确的位置，加工程序控制刀具与工件之间的相对运动轨迹。工艺设计的好坏直接影响数控加工的尺寸精度和表面精度、加对运动轨迹。工艺设计的好坏直接影响数控加工的尺寸精度和表面精度、加工时间的长短、材料和人工的耗费，甚至直接影响加工的安全性。工时间的长短、材料和人工的耗费，甚至直接影响加工的安全性。u工艺过程l数控程序输入数控机床，执行一个确定的加工任务的一系列指令，数控程序输入数控机床，执行一个确定的加工任务的一系列指令，称为数控程序或零件程序。称为数控程序或零件程序。l数控编程即把零件的工艺过程、工艺参数及其他辅助动作，按动数控编程即把零件的工艺过程、工艺参数及其他辅助动作，按动作顺序和数控机床规定的指令、格式，编成加工程序，再记录于作顺序和数控机床规定的指令、格式，编成加工程序，再记录于控制介质即程序载体（磁盘等），输入数控装置，从而指挥机床控制介质即程序载体（磁盘等），输入数控装置，从而指挥机床加工并根据加工结果加以修正的过程。加工并根据加工结果加以修正的过程。l数控加工工艺与数控编程的关系数控加工工艺与数控编程的关系,数控加工工艺分析与处理是数数控加工工艺分析与处理是数控编程的前提和依据，没有符合实际的、科学合理的数控加工工控编程的前提和依据，没有符合实际的、科学合理的数控加工工艺，就不可能有真正可行的数控加工程序。数控编程就是将制定艺，就不可能有真正可行的数控加工程序。数控编程就是将制定的数控加工工艺内容程序化。的数控加工工艺内容程序化。u数控加工工艺与数控编程的关系数控加工工艺与数控编程的关系1.1.3 数控加工工艺特点数控加工工艺特点l 普通加工工艺普通加工工艺 许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状许多具体工艺问题，如工步的划分与安排、刀具的几何形状与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操与尺寸、走刀路线、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员作人员根据实际经验和习惯自行考虑和决定，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切在设计工艺规程时进行过多的规定，零件的尺寸精度也可由试切保证。保证。l 数控加工工艺数控加工工艺 所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。所有工艺问题必须事先设计和安排好，并编入加工程序中。数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规数控工艺不仅包括详细的切削加工步骤，还包括工夹具型号、规格、切削用量和其他特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位格、切削用量和其他特殊要求的内容，以及标有数控加工坐标位置的工序图等。在自动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。置的工序图等。在自动编程中更需要确定详细的各种工艺参数。u数控加工工艺内容要求更加具体、详细l 普通加工工艺普通加工工艺 加工时，可以根据加工过程中出现的问题，比较自由地进行人加工时，可以根据加工过程中出现的问题，比较自由地进行人为调整。为调整。l 数控加工工艺数控加工工艺 自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考自适应性较差，加工过程中可能遇到的所有问题必须事先精心考虑，否则导致严重的后果。如攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否虑，否则导致严重的后果。如攻螺纹时，数控机床不知道孔中是否已挤满切屑，是否需要退刀清理一下切屑再继续加工。又如非数控已挤满切屑，是否需要退刀清理一下切屑再继续加工。又如非数控机床加工，可以多次机床加工，可以多次“试切试切”来满足零件的精度要求；而数控加工来满足零件的精度要求；而数控加工过程，严格按规定尺寸进给，要求准确无误。因此，数控加工工艺过程，严格按规定尺寸进给，要求准确无误。因此，数控加工工艺设计要求更加严密、精确。设计要求更加严密、精确。u数控加工工艺要求更严密、精确 编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再现。在对零件图进行编程尺寸并不是零件图上设计的尺寸的简单再现。在对零件图进行数学处理和计算时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的数学处理和计算时，编程尺寸设定值要根据零件尺寸公差要求和零件的形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。形状几何关系重新调整计算，才能确定合理的编程尺寸。u制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算u考虑进给速度对零件形状精度的影响 制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给速度对加工零制定数控加工工艺时，选择切削用量要考虑进给速度对加工零件形状精度的影响。在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算件形状精度的影响。在数控加工中，刀具的移动轨迹是由插补运算完成的。根据插补原理分析，在数控弄统已定的条件下，进给速度完成的。根据插补原理分析，在数控弄统已定的条件下，进给速度越快，则插补精度越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高越快，则插补精度越低，导致工件的轮廓形状精度越差。尤其在高精度加工时，这种影响非常明显。精度加工时，这种影响非常明显。复杂形面的加工编程常采用自动编程方式。先选定刀具再生成刀复杂形面的加工编程常采用自动编程方式。先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹，因此对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若具中心运动轨迹，因此对于不具有刀具补偿功能的数控机床来说，若刀具预先选择不当，所编程序只能推倒重来。刀具预先选择不当，所编程序只能推倒重来。u强调刀具选择的重要性u数控加工工艺的特殊要求l l）数控机床比普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，在同等情况）数控机床比普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，在同等情况下，数控机床切削用量比普通机床大，加工效率也较高。下，数控机床切削用量比普通机床大，加工效率也较高。2 2）数控机床的功能复合化程度越来越高，因此现代数控加工工艺的）数控机床的功能复合化程度越来越高，因此现代数控加工工艺的明显特点是工序相对集中，表现为工序数目少，工序内容多，并且由明显特点是工序相对集中，表现为工序数目少，工序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容比普通机床加工的工序内容复杂。比普通机床加工的工序内容复杂。3 3）数控机床加工的零件比较复杂，在确定装夹方式和夹具设计时，）数控机床加工的零件比较复杂，在确定装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。1.2 数控技术与设备数控技术与设备 计算机数控系统（简称计算机数控系统（简称CNCCNC系统）由程序、输入输出设备、系统）由程序、输入输出设备、CNC CNC 装置、可编程控制器（装置、可编程控制器（PLCPLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。数控系统接受按零件加工顺序记载机床加工所需的各种信息，并将加数控系统接受按零件加工顺序记载机床加工所需的各种信息，并将加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化，同时进行相应的运算、处工零件图上的几何信息和工艺信息数字化，同时进行相应的运算、处理，然后发出控制命令，使刀具实现相对运动，完成零件加工过程。理，然后发出控制命令，使刀具实现相对运动，完成零件加工过程。数控机床配置的数控系统不同，其功能和性能也有很大差异。主数控机床配置的数控系统不同，其功能和性能也有很大差异。主要有：要有：FANUCFANUC、SIEMENSSIEMENS、FAGORFAGOR、HEIDENHAINHEIDENHAIN、MITSUBISHIMITSUBISHI等公司的等公司的数控系统及相关产品，在数控机床行业占据主导地位。我国数控产品数控系统及相关产品，在数控机床行业占据主导地位。我国数控产品以华中数控、航天数控为代表。以华中数控、航天数控为代表。1.2.1 数控机床的组成数控机床的组成u数控系统 伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置、主轴电动机、进给伺伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置、主轴电动机、进给伺服驱动装置及进给电动机。服驱动装置及进给电动机。测量装置是指位置和速度测量装置，它是实现主轴、进给速度闭环测量装置是指位置和速度测量装置，它是实现主轴、进给速度闭环控制和进给位置闭环控制的必要装置控制和进给位置闭环控制的必要装置。主轴伺服系统的主要作用是实现零件加工的切削运动，其控制量为主轴伺服系统的主要作用是实现零件加工的切削运动，其控制量为速度。进给伺服系统的主要作用是实现零件加工的成形运动，其控制量速度。进给伺服系统的主要作用是实现零件加工的成形运动，其控制量为速度和位置，特点是能灵敏、准确地实现为速度和位置，特点是能灵敏、准确地实现CNCCNC装置的位置和速度指令。装置的位置和速度指令。u伺服单元、驱动装置和测量装置 控制介质是记录零件加工程序的媒介，是人与机床建立联系控制介质是记录零件加工程序的媒介，是人与机床建立联系的介质。的介质。程序输入、输出设备是程序输入、输出设备是CNCCNC系统与外部设备进行信息交互的装系统与外部设备进行信息交互的装置，其作用是将记录在控制介质上的零件加工程序输入置，其作用是将记录在控制介质上的零件加工程序输入CNCCNC系统，系统，或将已调试好的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的或将已调试好的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的介质上。介质上。u控制面板 控制面板是操作人员与数控机床进行信息交互的工具。操作人控制面板是操作人员与数控机床进行信息交互的工具。操作人员可以通过它对数控机床（系统）进行操作、编程、调试，或对机员可以通过它对数控机床（系统）进行操作、编程、调试，或对机床参数进行设定和修改，也可以通过它了解或查询数控机床的运行床参数进行设定和修改，也可以通过它了解或查询数控机床的运行状态。状态。u控制介质和输入、输出设备 数控机床的本体是指其机械结构实体，是实现加工零件的执行部数控机床的本体是指其机械结构实体，是实现加工零件的执行部件。件。它主要由主运动部件（主轴、主运动传动机构）、进给运动部件它主要由主运动部件（主轴、主运动传动机构）、进给运动部件（工作台、溜板及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等），以（工作台、溜板及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等），以及特殊装置、自动工件交换（及特殊装置、自动工件交换（APC)APC)系统、自动刀具交换（系统、自动刀具交换（ATCATC）系统）系统和辅助装置（如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等）组成。和辅助装置（如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等）组成。uPLC、机床I/O电路和装置 PLC是用于进行与逻辑运算、顺序动作有关的是用于进行与逻辑运算、顺序动作有关的I/O控制，它由硬件控制，它由硬件和软件组成。机床和软件组成。机床I/O电路和装置是用于实现电路和装置是用于实现I/O控制的执行部件，是由控制的执行部件，是由继电器、电磁阀、行程开关等组成的逻辑电路。继电器、电磁阀、行程开关等组成的逻辑电路。u机床本体 按加工方式：数控车床、数控铣床、镗床、磨床等；按加工方式：数控车床、数控铣床、镗床、磨床等；车削中心、镗铣加工中心车削中心、镗铣加工中心 数控电火花线切割、数控电火花成形、数控激光加工、等离子弧数控电火花线切割、数控电火花成形、数控激光加工、等离子弧切割、火焰切割、数控板材成形、数控冲床、数控剪床、数控液压机等。切割、火焰切割、数控板材成形、数控冲床、数控剪床、数控液压机等。1.2.2 数控机床的主要类型u按加工方式和工艺用途分类u按加工路线分类 数控机床可控制联动的坐标轴，是指数控装置控制几个伺服电动机，数控机床可控制联动的坐标轴，是指数控装置控制几个伺服电动机，同时驱动机床移动部件运动的坐标轴数目。同时驱动机床移动部件运动的坐标轴数目。(l(l）两坐标联动数控机床）两坐标联动数控机床 能同时控制两个坐标轴联动，即数控装置同时控制能同时控制两个坐标轴联动，即数控装置同时控制x x和和z z方向运动，方向运动，可用于加工各种曲线轮廓的回转体类零件。可用于加工各种曲线轮廓的回转体类零件。(2(2）三坐标联动数控机床）三坐标联动数控机床 能同时控制三个坐标轴联动能同时控制三个坐标轴联动,可用于加工曲面零件。可用于加工曲面零件。(3(3）两轴半坐标联动）两轴半坐标联动 数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但控制装置只能同数控机床本身有三个坐标能作三个方向的运动，但控制装置只能同时控制两个坐标，而第三个坐标只能作等距周期移动，可加工空间曲面时控制两个坐标，而第三个坐标只能作等距周期移动，可加工空间曲面.(4(4）多坐标联动数控机床）多坐标联动数控机床 能同时控制四个以上坐标轴联动，多坐标数控机床的结构复杂、精能同时控制四个以上坐标轴联动，多坐标数控机床的结构复杂、精度要求高、程序编制复杂，主要应用于加工形状复杂的零件。五轴联动度要求高、程序编制复杂，主要应用于加工形状复杂的零件。五轴联动铣床加工曲面形状零件所示。铣床加工曲面形状零件所示。u按可控制联动的坐标轴分类u按数控装置的类型分类硬接线数控、计算机数控硬接线数控、计算机数控u按伺服系统有无检测装置分类开环、闭环、半闭环。（有无检测装置）开环、闭环、半闭环。（有无检测装置）l高级型数控系统高级型数控系统 该档次的数控系统采用该档次的数控系统采用32 位或更高性能的位或更高性能的CPU，联动轴数在，联动轴数在5 轴以上，分辨率轴以上，分辨率0.1m，进给速度，进给速度24m/min（分辨率为（分辨率为lm时时)或或 10m/min（分辨率为（分辨率为0.1m 时），采用数字化交流伺服驱动，时），采用数字化交流伺服驱动，具有三维动态图形显示功能。具有三维动态图形显示功能。l普及型数控系统普及型数控系统 该档次的数控系统采用该档次的数控系统采用16位或更高性能的位或更高性能的CPU，联动轴数在，联动轴数在5 轴以下，分辨率在轴以下，分辨率在1m 以内，进给速度以内，进给速度 24m/min，可采用交、，可采用交、直流伺服驱动，具有直流伺服驱动，具有RS232或或DNC通信接口，有通信接口，有CRT字符显示和字符显示和平面线性图形显示功能。平面线性图形显示功能。l经济型数控系统经济型数控系统 该档次的数控系统采用该档次的数控系统采用8 位位CPU或单片机控制，联动轴数在或单片机控制，联动轴数在3 轴以下，分辨率为轴以下，分辨率为0.01mm，进给速度在，进给速度在6 8m/min，采用步进电，采用步进电动机驱动，具有简单的动机驱动，具有简单的Rs232通信接口，用数码管或简单的通信接口，用数码管或简单的CRT字字符显示。符显示。u按数控系统的功能水平分类1.3 1.3 数控加工与工艺技术的新发展数控加工与工艺技术的新发展u高速、高精加工技术及装备的趋势 目前高速加工中心速度可达目前高速加工中心速度可达80m/min，空运行速度达，空运行速度达100m/min。美国。美国CINCINATI公司的公司的HyperMach机床进给速度最大机床进给速度最大达达60m/min，快速为，快速为100m/min，主轴转速达，主轴转速达60000r/min。加工一飞。加工一飞机零件，只用机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在，在普通铣床上加工需普通铣床上加工需8h。在加工精度方面，近年来，普通数控机床的加工精度由在加工精度方面，近年来，普通数控机床的加工精度由10m提提高到高到5 m，精密加工中心从，精密加工中心从35 m到到11.5 m，超精密加工提高到，超精密加工提高到0.01 m。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件，如电主轴、直线电为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件，如电主轴、直线电动机得到了快速发展。动机得到了快速发展。u五轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用五轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行采用五轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅表面粗糙度高，且效率大幅提高。切削，不仅表面粗糙度高，且效率大幅提高。当前，由于电主轴的出现，使得实现五轴联动加工的复合主轴头结当前，由于电主轴的出现，使得实现五轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅降低。如日本的五面加工机床采用复构大为简化，其制造难度和成本大幅降低。如日本的五面加工机床采用复合主轴头，可实现合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得五面加工个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得五面加工和五轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。和五轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。u智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 智能化的内容包括在数控系统的各个方面：为追求加工效率和加智能化的内容包括在数控系统的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动系统性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电动机为提高驱动系统性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电动机参数的自适应计算、自识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程参数的自适应计算、自识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化智能操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界简化智能操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。等。u重视新标准、规范的建立 第第2 2章章 数控机床刀具的选择数控机床刀具的选择2.1 2.1 刀具材料及其选用刀具材料及其选用2.1.1 2.1.1 刀具材料应具备的基本性能刀具材料应具备的基本性能 u硬度硬度:刀具材料的硬度必须更高于被加工工件材料的硬度，刀具材料的硬度必须更高于被加工工件材料的硬度，否则在高温高压下，就不能保持刀具锋利的几何形状，这否则在高温高压下，就不能保持刀具锋利的几何形状，这是刀具材料应具备的最基本特征。目前，切削性能最差的是刀具材料应具备的最基本特征。目前，切削性能最差的刀具材料刀具材料 碳素工具钢，其硬度在室温条件下也应在碳素工具钢，其硬度在室温条件下也应在62HRC 以上；高速钢的硬度为以上；高速钢的硬度为6370HRc；硬质合金的硬；硬质合金的硬度为度为8993HRA。HRC 和和HRA 都属于洛氏硬度，都属于洛氏硬度，HRA 硬度一般用于高硬度一般用于高值范围（大于值范围（大于70),HRC 硬度值的有效范围是硬度值的有效范围是2070。60 65HRC 的硬度相当于的硬度相当于8183.6HRA 或维氏硬度或维氏硬度687830HV。u足够的强度和韧性足够的强度和韧性 刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力刀具切削部分的材料在切削时要承受很大的切削力和冲击力。例如，车削和冲击力。例如，车削45 钢时，当钢时，当 =4mm,f=0.5mm/r 时，刀具要承受约时，刀具要承受约4000N 的切削力。因此，刀的切削力。因此，刀具材料必须要有足够的强度和韧性。一般用刀具材料的具材料必须要有足够的强度和韧性。一般用刀具材料的抗弯强度抗弯强度 （单位为（单位为 ）表示它的强度大小；用冲击韧度）表示它的强度大小；用冲击韧度（单位为（单位为 ）表示其韧性的大小，它反映刀具材料）表示其韧性的大小，它反映刀具材料抗脆性断裂和崩刃的能力。抗脆性断裂和崩刃的能力。bbpa2/cmJaPkau耐磨性和耐热性耐磨性和耐热性 刀具材料的耐磨性是指抵抗磨损的能力。一般刀具材料的耐磨性是指抵抗磨损的能力。一般说来，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。此外，说来，刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。此外，刀具材料的耐磨性还和金相组织中化学成分、硬质刀具材料的耐磨性还和金相组织中化学成分、硬质点的性质、数量、颗粒大小和分布状况有关。金相点的性质、数量、颗粒大小和分布状况有关。金相组织中碳化物越多，颗粒越细，分布越均匀，其耐组织中碳化物越多，颗粒越细，分布越均匀，其耐磨性就越高。磨性就越高。u良好的导热性良好的导热性 刀具材料的导热性用热导率刀具材料的导热性用热导率单位为单位为W/(m.K)来来表示。热导率大，表示导热性好，切削时产生的热表示。热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量容易传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻量容易传导出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。刀具磨损。此外，导热性好的刀具材料其耐热冲击和抗热此外，导热性好的刀具材料其耐热冲击和抗热龟裂的性能增强，这种性能对采用脆性刀具材料进龟裂的性能增强，这种性能对采用脆性刀具材料进行断续切削，特别是在加工导热性能差的工件时尤行断续切削，特别是在加工导热性能差的工件时尤为重要。为重要。u良好的工艺性和经济性良好的工艺性和经济性 为了便于制造、要求刀具材料有较好的可加工为了便于制造、要求刀具材料有较好的可加工性，包括锻压、焊接、切削加工、热处理，可磨性性，包括锻压、焊接、切削加工、热处理，可磨性等。经济性是评价新型刀具材料的重要指标之一，等。经济性是评价新型刀具材料的重要指标之一，具材料的选用应结合本国资源，降低成本。具材料的选用应结合本国资源，降低成本。u抗粘接性抗粘接性 防止工件与刀具材料分子间在高温高压作用下防止工件与刀具材料分子间在高温高压作用下互相吸附产生粘接。互相吸附产生粘接。u化学稳定性化学稳定性 指刀具材料在高温下，不易与周围介质发生化指刀具材料在高温下，不易与周围介质发生化学反应学反应 2.1.2 2.1.2 刀具材料的种类及其选用刀具材料的种类及其选用u高速钢高速钢 自自1906 年年Taylor 和和White 发明高速钢以来，通过许多发明高速钢以来，通过许多改进至今仍被大量使用，大体上可分为改进至今仍被大量使用，大体上可分为W 系和系和Mo 系两大系两大类。其主要特征有：合金元素含量多且结晶颗粒比其他工类。其主要特征有：合金元素含量多且结晶颗粒比其他工具钢细，淬火温度极高（具钢细，淬火温度极高（1200 ）而淬透性极好，可使）而淬透性极好，可使刀具整体的硬度一致。回火时有明显的二次硬化现象，甚刀具整体的硬度一致。回火时有明显的二次硬化现象，甚至比淬火硬度更高且耐回火软化性较高，在至比淬火硬度更高且耐回火软化性较高，在600 仍能保仍能保持较高的硬度，较之其他工具钢耐磨性好且比硬质合金韧持较高的硬度，较之其他工具钢耐磨性好且比硬质合金韧度高，但压延性较差，热加工困难，耐热冲击较弱。因此度高，但压延性较差，热加工困难，耐热冲击较弱。因此高速钢刀具仍是数控机床刀具的选择对象之一。高速钢刀具仍是数控机床刀具的选择对象之一。目前国内外应用比较普遍的高速钢刀具材料以目前国内外应用比较普遍的高速钢刀具材料以WMo、WMoAl、WMoCo 为主，其中为主，其中WMoAl 是我国所特有的品是我国所特有的品种。种。u硬质合金硬质合金 硬质合金是将钨钴类（硬质合金是将钨钴类（WC)，钨钛钴类（，钨钛钴类（WC-TiC)，钨钛担（铌）钻类，钨钛担（铌）钻类(w-Tic-TaC）等硬质碳化）等硬质碳化物以物以Co为结合剂烧结而成的物质，由德国的为结合剂烧结而成的物质，由德国的Krupp 公司于公司于1926 年发明，其主体为年发明，其主体为W-Co 系，在铸铁、非系，在铸铁、非铁金属和非金属的切削中大显身手。铁金属和非金属的切削中大显身手。19291931 年前后，年前后，TiC 以及以及TaC 等添加的复合等添加的复合碳化物系硬质合金在铁系金属的切削之中显示出极好碳化物系硬质合金在铁系金属的切削之中显示出极好的性能。于是，硬质合金得到了很大程度的普及。的性能。于是，硬质合金得到了很大程度的普及。按按ISO标准主要以硬质合金的硬度、抗弯强度等标准主要以硬质合金的硬度、抗弯强度等指标为依据，硬质合金刀片材料大致分为指标为依据，硬质合金刀片材料大致分为P、M、K 三大类。三大类。(l)K 类类 国家标准国家标准YG类，成分为类，成分为WC+Co，适于加工短，适于加工短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料主要成分为切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料主要成分为碳化钨（碳化钨（WC）和）和3 一一10 钴（钴（Co)，有时还含有，有时还含有少量的碳化担等添加剂。少量的碳化担等添加剂。(2)P 类类 国家标准国家标准YT 类，成分为类，成分为WC 十十TiC，适于加工长，适于加工长切屑的黑色金属。主要成分为碳化钦、碳化钨和钻切屑的黑色金属。主要成分为碳化钦、碳化钨和钻（或镍），有时加入碳化钽等添加剂。（或镍），有时加入碳化钽等添加剂。(3)M 类类 国家标准国家标准YW 类。成分为类。成分为WC+TiC+TaC，适于，适于加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属。成分和加工长切屑或短切屑的黑色金属和有色金属。成分和性能介于性能介于K 类和类和P 类之间，可用来加工钢和铸铁。以类之间，可用来加工钢和铸铁。以上为一般切削工具所用硬质合金的大致分类。在此之上为一般切削工具所用硬质合金的大致分类。在此之外，还有超微粒子硬质合金。外，还有超微粒子硬质合金。可以认为从属于可以认为从属于K 类。但因其烧结性能上要求结类。但因其烧结性能上要求结合剂合剂Co的含量较高，故高温性能较差，大多只使用的含量较高，故高温性能较差，大多只使用于钻、铰等低速切削工具。于钻、铰等低速切削工具。在国际标准（在国际标准（ISO）中通常又分别在）中通常又分别在K、P、M 三种代号之后附加三种代号之后附加01、05、10、20、30、40、50 等数字更进一步细分。一般来讲，数字越小者，硬度等数字更进一步细分。一般来讲，数字越小者，硬度越高但韧性越低；而数字越大则韧性越高但硬度越低。越高但韧性越低；而数字越大则韧性越高但硬度越低。表表1 中大致显示了硬质合金刀具的成分及力学性能。中大致显示了硬质合金刀具的成分及力学性能。按照目前按照目前ISO标准的分类，将世界上主要的硬质合金标准的分类，将世界上主要的硬质合金牌号分列于表牌号分列于表2。正确选用适当牌号的硬质合金对于发挥其效能具正确选用适当牌号的硬质合金对于发挥其效能具有重要意义有重要意义,表表3列举了国内常用硬质合金材料的适用列举了国内常用硬质合金材料的适用范围。范围。表表1 1 硬质合金刀典的成分及力学性能硬质合金刀典的成分及力学性能表表2 2 世界上主要的硬质合金牌号世界上主要的硬质合金牌号表表3 3 国内常用硬质合金材料的适用范围国内常用硬质合金材料的适用范围 切削铸铁及其他脆性材料时，由于形成崩碎切屑，切削铸铁及其他脆性材料时，由于形成崩碎切屑，切削力集中在切削刃上，局部压力很大，并具有一定的切削力集中在切削刃上，局部压力很大，并具有一定的冲击性，所以宜采用抗弯强度和韧性较好的冲击性，所以宜采用抗弯强度和韧性较好的WC-Co合合金。但这类合金与钢摩擦时，其抵抗月牙洼磨损的能力金。但这类合金与钢摩擦时，其抵抗月牙洼磨损的能力WC-TiC-Co合金差，因此不易用于高速切削普通钢料。合金差，因此不易用于高速切削普通钢料。然而由于高温合金、不锈钢等难加工材料中含有铁，且然而由于高温合金、不锈钢等难加工材料中含有铁，且热导率低，所以切削温度高，并容易产生冷焊，因而要热导率低，所以切削温度高，并容易产生冷焊，因而要求刀具中不含钛，并具有良好的导热性。这说明切削上求刀具中不含钛，并具有良好的导热性。这说明切削上述难加工材料选用不含钛的述难加工材料选用不含钛的WC-Co，合金并采用较低，合金并采用较低的切削速度较为合适。的切削速度较为合适。显然，精加工时宜选用含钴少、硬度高的合金，如显然，精加工时宜选用含钴少、硬度高的合金，如YG3 或或YT30；粗加工或有冲击载荷时宜选用含钴多、；粗加工或有冲击载荷时宜选用含钴多、抗弯强度大的合金，如抗弯强度大的合金，如YG8 或或YT15。涂层硬质合金刀片是在韧性较好的工具表面涂上一涂层硬质合金刀片是在韧性较好的工具表面涂上一层耐磨损、耐溶着、耐反应的物质，使刀具在切削中同层耐磨损、耐溶着、耐反应的物质，使刀具在切削中同时具有既硬而又不易破损的性能。英文名称为时具有既硬而又不易破损的性能。英文名称为Coated tool。涂层的方法分为两大类。一类为物理涂层涂层的方法分为两大类。一类为物理涂层(PVD)；另一类为化学涂层另一类为化学涂层(CVD）。一般来说，物理涂层是）。一般来说，物理涂层是在在550 以下将金属和气体离子化后喷涂在工具表面；以下将金属和气体离子化后喷涂在工具表面；而化学涂层则是将各种化合物通过化学反应沉积在工而化学涂层则是将各种化合物通过化学反应沉积在工具上形成表面膜，反应温度一般都在具上形成表面膜，反应温度一般都在10001100 左左右。最近低温化学涂层也已实用化，温度一般控制在右。最近低温化学涂层也已实用化，温度一般控制在800 左右。左右。常见的涂层材料有常见的涂层材料有TiC、TiN、TiCN、等陶瓷材料。由于这些陶瓷材料都具有耐磨损等陶瓷材料。由于这些陶瓷材料都具有耐磨损（硬度高）、耐化学反应（化学稳定性好）等性能，（硬度高）、耐化学反应（化学稳定性好）等性能，所以就硬质合金的分类来看，既具备所以就硬质合金的分类来看，既具备K 类的功能，也类的功能，也能满足能满足P 类和类和M 类的加工要求。也就是说，尽管涂层类的加工要求。也就是说，尽管涂层硬质合金刀具基体是硬质合金刀具基体是P、M、K 中的某一种类，而涂中的某一种类，而涂层之后其所能覆盖的种类就相当广了，既可以属于层之后其所能覆盖的种类就相当广了，既可以属于K 类，也可以属于类，也可以属于P 类和类和M 类。故在实际加工中对涂层类。故在实际加工中对涂层刀具的选取不应拘泥于刀具的选取不应拘泥于P（YT），），M（YW），），K（YG）等划分，而是应该根据实际加工对象、条件）等划分，而是应该根据实际加工对象、条件以及各种涂层刀具的性能进行选取。以及各种涂层刀具的性能进行选取。32OAlxTiAlO 从使用的角度来看，希望涂层的厚度越厚越好。但从使用的角度来看，希望涂层的厚度越厚越好。但涂层厚度一旦过厚，则易引起剥离而使涂层工具丧失本涂层厚度一旦过厚，则易引起剥离而使涂层工具丧失本来的功效。一般情况下，用于连续高速切削的涂层厚度来的功效。一般情况下，用于连续高速切削的涂层厚度为为5 15 m，多为，多为CVD 法制造。在冲击较强的切削中，法制造。在冲击较强的切削中，特别要求涂膜有较高的附着强度以及涂层对工具的韧性特别要求涂膜有较高的附着强度以及涂层对工具的韧性不产生太大的影响，涂层的厚度大多控制在不产生太大的影响，涂层的厚度大多控制在23 m，且多为且多为PVD 涂层。涂层。涂层刀具的使用范围相当广，从非金属、铝合金到铸涂层刀具的使用范围相当广，从非金属、铝合金到铸铁、钢以及高强度钢、高硬度钢和耐热合金、钦合金等铁、钢以及高强度钢、高硬度钢和耐热合金、钦合金等难加工材料的切削均可使用，且普遍较硬质合金的性能难加工材料的切削均可使用，且普遍较硬质合金的性能要好。要好。目前，最先进的涂层技术也称目前，最先进的涂层技术也称ZX 技术，是利用纳米技术，是利用纳米技术和薄膜涂层技术，使每层膜厚为技术和薄膜涂层技术，使每层膜厚为1nm 的的TiN 和和AlN 超薄膜交互重叠约超薄膜交互重叠约2000层进行蒸着累积而成，这是继层进行蒸着累积而成，这是继TiC、TiN、TiCN 后的第四代涂层。它的特点是，远比后的第四代涂层。它的特点是，远比以往的涂层硬，接近以往的涂层硬，接近CBN 的硬度，寿命是一般涂层的的硬度，寿命是一般涂层的3 倍，大幅度提高耐磨损性，产品应用更加广泛，是有发倍，大幅度提高耐磨损性，产品应用更加广泛，是有发展前途的刀具材料。展前途的刀具材料。u陶瓷陶瓷 以陶瓷作为切削工具从以陶瓷作为切削工具从20 世纪世纪30 年代就开始被研究。年代就开始被研究。陶瓷刀具基本上由两大类组成：一类为纯氧化铝类（白色陶瓷刀具基本上由两大类组成：一类为纯氧化铝类（白色陶瓷），另一类为陶瓷），另一类为TiC 添加类（黑色陶瓷）添加类（黑色陶瓷）;另外还有在另外还有在 中添加中添加SiCw（晶须）、（晶须）、（青色陶瓷）来增加韧性的，（青色陶瓷）来增加韧性的，以及以以及以 为主体的陶瓷刀具。为主体的陶瓷刀具。陶瓷材料具有高硬度。高温强度好（约陶瓷材料具有高硬度。高温强度好（约2000 下亦下亦不会融熔）的特性，化学稳定性亦很好，但韧性很低。对不会融熔）的特性，化学稳定性亦很好，但韧性很低。对此，最近热等静压技术的普及对改善结晶的均匀细密性、此，最近热等静压技术的普及对改善结晶的均匀细密性、提高陶瓷的各向性能均衡乃至提高韧性起到了很大的作用，提高陶瓷的各向性能均衡乃至提高韧性起到了很大的作用，作为切削工具用的陶瓷抗弯强度已经提高到作为切削工具用的陶瓷抗弯强度已经提高到900 MPa 以上。以上。2ZrO43NSi32OAl 一般来说，陶瓷刀具相对硬质合金和高速钢来说仍是一般来说，陶瓷刀具相对硬质合金和高速钢来说仍是极脆的材料。因此，多用于高速连续切削，例如铸铁的高极脆的材料。因此，多用于高速连续切削，例如铸铁的高速加工。另外，陶瓷的热传导率相对硬质合金来说非常低，速加工。另外，陶瓷的热传导率相对硬质合金来说非常低，是现有工具材料中最低的一种，故在切削加工中加工热容是现有工具材料中最低的一种，故在切削加工中加工热容易被积蓄，且对于热冲击的变化较难承受。所以加工中陶易被积蓄，且对于热冲击的变化较难承受。所以加工中陶瓷刀具很容易因热裂纹产生崩刃等损伤，且切削温度亦较瓷刀具很容易因热裂纹产生崩刃等损伤，且切削温度亦较高。陶瓷刀具因其材质的化学稳定性好、硬度高，在耐热高。陶瓷刀具因其材质的化学稳定性好、硬度高，在耐热合金等难加工材料的加工中有广泛的应用。合金等难加工材料的加工中有广泛的应用。金属切削加工所用刀具的研究开发，总是在不断地追金属切削加工所用刀具的研究开发，总是在不断地追求硬度而自然遇到了韧性问题。金属陶瓷就是为解决陶瓷求硬度而自然遇到了韧性问题。金属陶瓷就是为解决陶瓷刀具的脆性大而出现的，其成分以刀具的脆性大而出现的，其成分以TiC（陶惨瓷）为基体，（陶惨瓷）为基体，Ni、Mo（金属）为结合剂，故取名为金属陶瓷。（金属）为结合剂，故取名为金属陶瓷。金属陶瓷刀具最大优点是与被加工材料的亲和金属陶瓷刀具最大优点是与被加工材料的亲和性极低，故不易产生粘刀和积屑瘤现象，使加工表性极低，故不易产生粘刀和积屑瘤现象，使加工表面非常光洁干整，在一般刀具材料中可谓精加工用面非常光洁干整，在一般刀具材料中可谓精加工用的佼佼者。但由于韧性差大大限制了它的使用范围。的佼佼者。但由于韧性差大大限制了它的使用范围。通过添加通过添加WC、TaC、TiN、TaN 等异种碳化物，等异种碳化物，使其抗弯强度达到了硬质合金的水平，因而得到广使其抗弯强度达到了硬质合金的水平，因而得到广泛的运用。日本黛杰（泛的运用。日本黛杰（DIJET）公司新近推出通用）公司新近推出通用性更为优良的性更为优良的CX 系列金属陶瓷，以适应各种切削系列金属陶瓷，以适应各种切削状态的加工要求。状态的加工要求。u立方氮化硼立方氮化硼 立方氮化硼是靠超高压、高温技术人工合成的新型刀立方氮化硼是靠超高压、高温技术人工合成的新型刀具材料，其结构与金刚石相似，此工具由美国具材料，其结构与金刚石相似，此工具由美国GE 公司研公司研制开发。它的硬度略逊于金刚石，但热稳定性远高于金刚制开发。它的硬度略逊于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，并且与铁族元素亲和力小，不易产生石，并且与铁族元素亲和力小，不易产生“积屑瘤积屑瘤”。CBN 粒子硬度高达粒子硬度高达4500HV，热导率高，在大气中加，热导率高，在大气中加热至热至1300 仍保持性能稳定，且与铁的反应性很低，是仍保持性能稳定，且与铁的反应性很低，是迄今为止能够加工铁系金属最硬的一种刀具材料。它的出迄今为止能够加工铁系金属最硬的一种刀具材料。它的出现使无法进行正常切削加工的淬火钢、耐热钢的高速切削现使无法进行正常切削加工的淬火钢、耐热钢的高速切削变成可能。硬度变成可能。硬度6065 HRC、70HRC 的淬硬钢等高硬度的淬硬钢等高硬度材料均可采用材料均可采用CBN 刀具来进行切削。刀具来进行切削。所以，在很多场合都以所以，在很多场合都以CBN 刀具进行切削来取刀具进行切削来取代迄今为止只能采用磨削来加工的工序，使加工效代迄今为止只能采用磨削来加工的工序，使加工效率得到了极大的提高。切削加工普通灰铸铁时，一率得到了极大的提高。切削加工普通灰铸铁时，一般来说线速度般来说线速度300m/min 以下采用涂层硬质合金，以下采用涂层硬质合金，300500m/min 以内采用陶瓷，以内采用陶瓷，500m/min 以上用以上用CBN 刀具材料。而且最近的研究表明，用刀具材料。而且最近的研究表明，用CBN 切切削普通灰铸铁，当速度超过削普通灰铸铁，当速度超过800m/min 时，刀具寿时，刀具寿命随着切削速度的增加反而更长。其原因一般认为命随着切削速度的增加反而更长。其原因一般认为在切削过程中，刃口表面会形成在切削过程中，刃口表面会形成 、等保等保护膜替代刀刃的磨损。此，可以说护膜替代刀刃的磨损。此，可以说CBN 将是超高速将是超高速加工的首选刀具材料。加工的首选刀具材料。43NSi32OAlu聚晶金刚石聚晶金刚石 1975 年美国年美国GE 公司开发了用人造金刚石颗粒通过公司开发了用人造金刚石颗粒通过添加添加Co、硬质合金、硬质合金、NiCr、Si-SiC 以及陶瓷结合剂在以及陶瓷结合剂在高温（高温（1200 以上）、高压下烧结成形的以上）、高压下烧结成形的PCD 刀具，刀具，使其得到了广泛的使用。使其得到了广泛的使用。金刚石刀具与铁系金属有极强的亲和力，切削中刀金刚石刀具与铁系金属有极强的亲和力，切削中刀具中的碳元素极易发生扩散而导致磨损。但与其他材料具中的碳元素极易发生扩散而导致磨损。但与其他材料的亲和力很低，切削中不易产生粘刀现象，切削刃口可的亲和力很低，切削中不易产生粘刀现象，切削刃口可以磨得非常锋利。所以它只适用于高效地加工有色金属以磨得非常锋利。所以它只适用于高效地加工有色金属和非金属材料，能得到高精度、高光亮的加工面，特别和非金属材料，能得到高精度、高光亮的加工面，特别是是PCD 刀具消除了金刚石的性能异向性，使其在高精刀具消除了金刚石的性能异向性，使其在高精加工领域中得到了普及。金刚石在大气中温度超过加工领域中得到了普及。金刚石在大气中温度超过600 时将被碳化而失去其本来面目，故金刚石刀具不时将被碳化而失去其本来面目，故金刚石刀具不宜用于可能会产生高温的切削中。宜用于可能会产生高温的切削中。上述五大类刀具材料，从总体上分析，材料的硬度、耐上述五大类刀具材料，从总体上分析，材料的硬度、耐磨性，金刚石最高，递次降低到高速钢。而材料的韧性则是磨性，金刚石最高，递次降低到高速钢。而材料的韧性则是高速钢最高，金刚石最低。图高速钢最高，金刚石最低。图1 显示了目前使用的各种刀具显示了目前使用的各种刀具材料根据硬度和韧性排列的大致位置。涂层刀具材料具有较材料根据硬度和韧性排列的大致位置。涂层刀具材料具有较好的实用性能，也是将来能使硬度和韧性并存的手段之一。好的实用性能，也是将来能使硬度和韧性并存的手段之一。在数控机床中，采用在数控机床中，采用最广泛的是硬质合金类。因为这类材料最广泛的是硬质合金类。因为这类材料目前从经济性、适应性、多样性、工艺性等各方面，综合效目前从经济性、适应性、多样性、工艺性等各方面，综合效果都优于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石。果都优于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石。2.2 可转位刀片及其代码可转位刀片及其代码 2.2.1 可转位刀片的优点可转位刀片的优点数控机床使用可转位刀具具有下述优点。数控机床使用可转位刀具具有下述优点。(l)刀具寿命高刀具寿命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷，刀具几由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷，刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。了刀具寿命。(2)生产效率高生产效率高 由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间助时间(3)有利于推广新技术、新工艺可转位刀具有利于推广使用有利于推广新技术、新工艺可转位刀具有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。涂层、陶瓷等新型刀具材料。2.2.2 可转位刀片的代码及其标记方法可转位刀片的代码及其标记方法 从刀具的材料应用方面来看，数控机床用刀具材从刀具的材料应用方面来看，数控机床用刀具材料主要是各类硬质合金。从刀具的结构应用方面看，料主要是各类硬质合金。从刀具的结构应用方面看，数控机床主要采用机夹可转位刀片的刀具。因此，对数控机床主要采用机夹可转位刀片的刀具。因此，对硬质合金可转位刀片的运用是数控机床操作者必须了硬质合金可转位刀片的运用是数控机床操作者必须了解的内容之一。选用机夹式可转位刀片，首先要了解解的内容之一。选用机夹式可转位刀片，首先要了解其中的关键是各类型的机夹式可转位刀片的代码。国其中的关键是各类型的机夹式可转位刀片的代码。国际标准际标准ISO1832-1985 的可转位刀片的代码方法，是由的可转位刀片的代码方法，是由10 位字符串组成的，其排列如下：位字符串组成的，其排列如下：一般情况下第一般情况下第8 和第和第9 位码是当有要求时才被位码是当有要求时才被填写使用。第填写使用。第10 位代码因厂商而异，例如：位代码因厂商而异，例如：SANSVIK 公司用来表示断屑槽形代号或代表设公司用来表示断屑槽形代号或代表设计有断屑槽等。无论哪一种型号的刀片必须标注计有断屑槽等。无论哪一种型号的刀片必须标注前前7 位代号。位代号。根据可转位刀片的切削方式不同，应分别按根据可转位刀片的切削方式不同，应分别按车、铣、钻、镗的工艺来叙述可转拉刀片代码的车、铣、钻、镗的工艺来叙述可转拉刀片代码的具体内容。由于刀片内容很多，在此不一一叙述。具体内容。由于刀片内容很多，在此不一一叙述。表表2-4 给出了可转位车刀片、铣刀片的标记方法。给出了可转位车刀片、铣刀片的标记方法。（GB/T2076-1987)可转位刀片的刀具是由刀片、定位元件和刀可转位刀片的刀具是由刀片、定位元件和刀体组成，的切削性能，对刀片的夹紧方式有如下体组成，的切削性能，对刀片的夹紧方式有如下基本要求：基本要求：(l)夹紧可靠不允许刀片松动或移动。夹紧可靠不允许刀片松动或移动。(2)定位准确确保定位精度和重复精度。定位准确确保定位精度和重复精度。(3)排屑流畅有足够的排屑空间。排屑流畅有足够的排屑空间。(4)结构简单操作方便，制造成本低，转位动结构简单操作方便，制造成本低，转位动作快，缩短换刀时间。作快，缩短换刀时间。2.2.3 2.2.3 可转位刀片的夹紧方式可转位刀片的夹紧方式 常见的可转位刀片夹紧方式有杠杆式、楔块常见的可转位刀片夹紧方式有杠杆式、楔块上压式、螺钉上压式等多种方
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