【正文】 數(shù)控車床的刀具夾具及量具1. 數(shù)控車床的刀具在數(shù)控機(jī)床加工中，產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率在相當(dāng)大的程度上是受到刀具的制約。雖大多數(shù)車刀和銑刀等與普通加工所采用的刀具基本相同，但對(duì)一些工藝難度較大的零件，其刀具特別是刀具切削部分的幾何參數(shù)，尚需作特殊處理，才能滿足加工要求。 數(shù)控加工對(duì)刀具的要求（1）強(qiáng)度高 為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)Ω哂捕炔牧系牧慵庸r(shí)，能大切深和快走刀，要求刀具必須具有很高的強(qiáng)度；對(duì)于刀桿細(xì)長(zhǎng)的刀具(如深孔車刀)，還應(yīng)具有較好的抗震性能。（2）精度高 為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動(dòng)換刀等要求，刀具及其刀夾都必須具有較高的精度。如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達(dá)0．005mm等。（3）切削速度和進(jìn)給速度高 為提高生產(chǎn)效率并適應(yīng)一些特殊加工的需要，刀具應(yīng)能滿足高切削速度或進(jìn)給速度的要求。如采用聚晶金剛石復(fù)合車刀加工玻璃或碳纖維復(fù)合材料時(shí)，其切削速度高達(dá)100m／min以上；日本UHSl0型數(shù)控銑床的主軸轉(zhuǎn)速高達(dá)100000r／min，進(jìn)給速度高達(dá)15m／min。（4）可靠性好 要保證數(shù)控加工中不會(huì)因發(fā)生刀具意外損壞及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行，要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)性。（5）耐用度高 刀具在切削過程中的不斷磨損，會(huì)造成加工尺寸的變化，伴隨刀具的磨損，還會(huì)因刀刃(或刀尖)變鈍，使切削阻力增大，既會(huì)使被加工零件的表面精度大大下降，同時(shí)還會(huì)加劇刀具磨損，形成惡性循環(huán)。因此，數(shù)控加工中的刀具，不論在粗加工、精加工或特殊加工中，都應(yīng)具有比普通機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對(duì)刀的次數(shù)，從而保證零件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。耐用度高的刀具，至少應(yīng)完成l一2個(gè)大型零件的加工，能完成l一2個(gè)班次以上的加工則更好。（6）斷屑及排屑性能好 有效地進(jìn)行斷屑及排屑的性能，對(duì)保證數(shù)控機(jī)床順利、安全地運(yùn)行具有非常重要的意義。以車削加工為例，如果車刀的斷屑性能不好，車出的螺旋形切屑就會(huì)纏繞在刀頭、工件或 刀架上，既可能損壞車刀(特別是刀尖)，還可能割傷已加工好的表面，甚至?xí)l(fā)生傷人和設(shè)備事故。因此，數(shù)控車削加工所用的硬質(zhì)合金刀片上，常常采用三維斷屑槽，以增大斷屑范圍，改善斷屑性能。另外，車刀的排屑性能不好，會(huì)使切屑在前刀面或斷屑槽內(nèi)堆積，加大切削刃(刀尖)與零件間的摩擦，加快其磨損，降低零件的表面質(zhì)量，還可能產(chǎn)生積屑瘤，影響車刀的切削性能。因此，應(yīng)常對(duì)車刀采取減小前刀面(或斷屑槽)的摩擦系數(shù)等措施(如特殊涂層處理及改善刃磨效果等)。對(duì)于內(nèi)孔車刀，需要時(shí)還可考慮從刀體或刀桿的里面引入冷卻液，并能從刀頭附近噴出的沖排結(jié)構(gòu)。 這里所講的刀具材料，主要是指刀具切削部分的材料，較多的指刀片材料。刀具材料必須具備的主要性能：（1）較高的硬度和耐磨性 較高的硬度和耐磨性是對(duì)切削刀具的一項(xiàng)基本要求。一般情況下，刀具材料的硬度越高，其耐磨性也越好，其常溫硬度應(yīng)在62HRC以上。（2）較高的耐熱性 耐熱性又稱為紅硬性，是衡量刀具材料切削性能的主要標(biāo)志。該性能是指刀具材料在高溫工作狀態(tài)下，仍具有正常切削所必需的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性等綜合性能。（3）足夠的強(qiáng)度和韌性 刀具材料具有足夠的強(qiáng)度和韌性，以承受切削過程中很大壓力(如重切)、沖擊和震動(dòng)，而不崩刃和折斷。（4）較好的導(dǎo)熱性 對(duì)金屬類刀具材料，其導(dǎo)熱系數(shù)越大，由刀具傳出和散發(fā)的熱量也就越多，使切削溫度降低得快，有利于提高刀具的耐用度。（5）良好的工藝性 在刀具的制造過程中，需對(duì)刀具材料進(jìn)行鍛造、焊接、粘接、切削、燒結(jié)、壓力成型等加工及熱處理等；在使用過程中，又要求其具有較好的可磨削性、抗粘接性和抗擴(kuò)散性等。（6）較好的經(jīng)濟(jì)性 在滿足加工的前提下，刀具材料還應(yīng)具有經(jīng)濟(jì)性。 為適應(yīng)機(jī)械加工技術(shù)，特別是數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)的高速發(fā)展，刀具材料也在大力發(fā)展之中，除了量大、面廣的高速鋼及硬質(zhì)合金材料外，新型刀具材料正不斷涌現(xiàn)。（1）高速鋼 高速鋼是常用刀具材料之一，它具有穩(wěn)定的綜合性能，在復(fù)雜刀具和精加工刀具中，仍占主要地位。其典型鋼號(hào)有：W18Cr4V、W9Cr4V2和W9M03Cr4V3Col0等。（2）硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是高速切削時(shí)常用的刀具材料，它具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性，但抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性比高速鋼差，故不宜用在切削振動(dòng)和沖擊負(fù)荷大的加工中。其常用牌號(hào)有：YG類，如YG6和YG8等用于加工鑄鐵及有色金屬，YG6A和YG8A可用于加工硬鑄鐵和不銹鋼等；YT類，如YTYTl5和YT30等，主要用于加工鋼料；YW類，如YWl和YW2等，可廣泛用于加工鑄鐵、有色金屬、各種鋼及其合金等。（3）涂層刀具 為提高刀具的可靠性，進(jìn)一步改善其切削性能和提高加工效率，通過“涂鍍”這一新工藝，使硬質(zhì)合金和高速鋼刀具性能大大提高。涂層硬質(zhì)合金刀片的耐用度至少可提高1～3倍，而涂層高速鋼刀具的耐用度則可提高2—10倍。涂層刀具是在高速鋼及韌性較好的硬質(zhì)合金基體上，通過氣相沉積法，涂覆一層極薄(0．005～0．012mm)的、耐磨性高的難熔金屬化合物，如TiC、TiN、TiBTiAIN等。國產(chǎn)硬質(zhì)合金刀片的牌號(hào)有YB215和YB415等。（4）非金屬材料刀具 用作刀具的非金屬材料主要有：陶瓷、金剛石及立方氮化硼等。1）陶瓷刀具 陶瓷材料具有很高的硬度和耐磨性，很強(qiáng)的耐高溫性，很好的化學(xué)穩(wěn)定性和較低的摩擦系數(shù)，常常制成可轉(zhuǎn)位機(jī)夾刀片，目前已開始用于制造車、銑等成型刀具之中。這種刀具特別適合于高速加工鑄鐵，也適合高速加工鈦合金及高溫合金等難加工材料。2）金剛石刀具主要指由人造金剛石制成的刀具，它具有極高的硬度和耐磨性，通常制成普通機(jī)夾刀片或可轉(zhuǎn)位機(jī)夾刀片，用于鈦或鋁合金的高速精車，以及對(duì)含有耐磨硬質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合材料(如玻璃纖維、碳或石墨制品等)的加工。3）立方氮化硼刀具這是一種硬度及抗壓強(qiáng)度接近金剛石的人工合成超硬材料，具有很高的耐磨性、熱穩(wěn)定性(轉(zhuǎn)化溫度為1370℃)、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性等。這種刀具宜于精車各種淬硬鋼，也適于高速精車合金鋼。由于這種材料的脆性大、抗彎強(qiáng)度和韌性均較差，故不宜承受沖擊及低速切削，也不適于加工各種軟金屬。由于工件材料、生產(chǎn)批量、加工精度，以及機(jī)床類型、工藝方案的不同，車刀的種類也非常多。根據(jù)與刀體的連接固定方式的不同，車刀主要可分為焊接式與機(jī)械夾固式兩大類。（1）焊接式車刀 將硬質(zhì)合金刀片用焊接的方法固定在刀體上，稱為焊接式車刀。這種車刀的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛性較好；缺點(diǎn)是由于存在焊接應(yīng)力，使刀具材料的使用性能受到影響，甚至出現(xiàn)裂紋。另外，刀桿不能重復(fù)使用，硬質(zhì)合金刀片不能充分回收利用，造成刀具材料的浪費(fèi)。圖41 焊接式車刀 1—切斷刀 2—右偏刀 3—左偏刀 4—彎頭車刀 5—直頭車刀6—成形車刀 7—寬刃精車刀 8—外螺紋車刀 9—端面車刀10—內(nèi)螺紋車刀 11—內(nèi)槽車刀 l2—通孔車刀 13—盲孔車刀根據(jù)工件加工表面以及用途的不同，焊接式車刀又可分為切斷刀、外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀以及成形車刀等，如圖41所示。（2）機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀 如圖42所示，機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀由刀桿刀片刀墊3，以及夾緊元件4組成。刀片每邊都有切削刃，當(dāng)某切削刃磨損鈍化后，只需松開夾緊元件，將刀片轉(zhuǎn)一個(gè)位置便可繼續(xù)使用。 車刀上的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片按 GB／T2076—1987規(guī)定有等邊等角(如正方形、正三角形、正五邊形等)、等邊不等角(如菱形)、等角不等邊(如矩形)、不等角不等邊(如平行四邊形)和圓形等5種，其部分刀片如圖43所示。 圖42 機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位車刀 1一刀桿 2一刀片 3一刀墊 4一夾緊元件圖43 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片 數(shù)控車削常用的車刀一般分為:尖形車刀、圓弧形車刀、成型車刀和特殊形狀車刀。 （1）尖形車刀 以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。這類車刀的刀尖