可转位刀具与钎焊式和其他机械夹固式的刀具相比有如下优点：①避免了硬质合金钎焊时容易产生裂纹的缺点；②可转位刀片适合用气相沉积法在硬质合金刀片表面沉积薄层更硬的材料(碳化钛、氮化钛和氧化铝),以提高切削性能；③换刀时间较短；④由于可转位刀片是标准化和集中生产的,刀片几何参数易于一致,切屑控制稳定。可转位刀具的应用范围很广，包括各种车刀、镗刀、铣刀、外表面拉刀、大直径深孔钻和套料钻等。

在切削加工中,当一个刃尖磨钝后,将刀片转位后使用另外的刃尖，这种刀片用钝后不再重磨。多数可转位刀具的刀片采用硬质合金,也有采用陶瓷、多晶立方氮化硼或多晶金刚石的。1949～1950年间，美国最早研制成采用机械夹固的可转位车刀，并于1954年开始出售称为丢弃式(throw-away)的可转位刀片和车刀商品。中国曾称这种刀具为“不重磨刀具”。

常用的刀片形状有正三边形、四边形、五边形、凸三边形、圆形和菱形等（图1）。刀片廓形的内切圆直径是刀片的基本参数，其尺寸（毫米）系列是5.56、6.35、9.52、12.70、15.88、19.05、25.4 …。常用的刀片公差等级有精密级(G)、中等级(M)和普通级(U)3种,可按需要选用。各种形状的刀片有中心带孔或不带孔的；有不带后角或带不同后角的；有不带断屑槽的，也有一面或两面都有断屑槽的。

为了适应在各种使用条件下断屑的需要，刀片的断屑槽制成多种形式。图1中,a、e为通穿槽，c、g、i为封闭槽，b为三级封闭槽,d为凹弧形槽,h为点式断屑台（不是槽）。可转位刀片的断屑槽(或断屑台)通常是在硬质合金压制后烧结而成。通穿式断屑槽也可在已烧结的刀片上磨削出来。多级的和凹弧形的断屑槽以及点式断屑台都比单级槽有较大的断屑范围（即能够断屑的切削速度、切深和进给量范围较大）。

车刀一般用不带后角的刀片，使用时刀片相对于车刀的底面倾斜一定的角度，使车刀具有必要的后角。对刀片夹固机构的基本要求是：转位操作方便，定位精度高，夹紧可靠，不妨碍排屑、工艺性好。图2为可转位车刀的几种主要夹固机构。

铣刀的刀片基本上只用楔块夹固和压板夹固，为了使加工出的工件表面光洁，所有刀片在铣刀上的轴向位置要求精确地一致,为此对刀片采取侧面3点定位的措施(图3)，即使刀片磨制时的3个定位点和安装时的3个定位点(即图3中A、B、C3个点)相同。精加工用的面铣刀可以把一两个特定位置上的刀片换装有较长平直刃的修光刀片，用以刮光其余刀片切削后残留下来的微小凸痕。

图4是用螺钉夹固的立铣刀和用楔块夹固的三面刃铣刀。

历史

一、刀具的组成

其中各部分的作用为：

刀片：承担切削，形成被加工表面。

刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位置。

夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。

刀体：刀体及(或)刀垫的载体，承担和传递切削力及切削扭距，完成刀片与机床的联接。

二、刀具的结构

可转位刀具的结构包括刀片的夹紧形式，刀垫的装夹形式和刀体与机床的联接形式等。

刀片的夹紧形式 刀片的夹紧方式受刀片形状、刀具尺寸和刀具功用等因素的影响。夹紧时必须满足以下条件：

刀片装夹定位要符合切削力定位夹紧原理，即切削力的合力必须作用在刀片支承面周界内。

刀片周边尺寸定位满足三点定位原理。

切削力与装夹力的合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生的摩擦力必须大于切削振动等引起的使刀片脱离定位基面的交变力。

其中夹紧力的作用原理。

ISO符号(车刀) C P M S

说明 顶面夹紧 圆柱孔夹紧 顶面和圆柱孔夹紧 沉孔夹紧

刀垫的形式与装夹 刀垫的形式与装夹受刀具尺寸和刀垫的功能因素的影响。刀座与刀夹现已逐渐成为独立的功能部件，其形式与装夹应满足组合优化，灵活方便的原则，这包括如下两个要求：

以变化刀座的形式尺寸来控制切削刃坐标位置和切削时形成最终运动轨迹，满足工件表面形状的要求。

以更换不同的小刀座或刀头来组合成多种性能的刀具，来满足不同的加工要求，同时也减少刀体数。

刀体与机床的联接形式 刀体与机床的联接形式应符合高刚度、高精度和快换的原则，这包括如下两方面的内容：

联接形式和尺寸标准化。

同一联接形式可更换不同的中间接长模块和不同类别的切削刀头----工具系统。

三、刀具角度的形成

可转位刀具的角度是由刀片的角度与刀杆上刀片槽底面的角度综合而成的，其值为相关部分几何角度的代数和。其确定见表。

可转位刀具的几何角度

名称 定义 公式

前角 可转位刀具的前角等于刀片与刀杆在正交平面中的前角的代数和 g0刀具=g0刀片 g0刀杆

后角 可转位刀具的后角等于刀片在正交平面中的后角与刀杆在正交平面中的前角之差 a0刀具=a0刀片-g0刀杆

刃倾角 可转位刀具的刃倾角等于刀片刃倾角与刀杆刃倾角的代数和 ls刀具=ls刀片 ls刀杆

主偏角 可转位刀具的主偏角是由刀杆自身的主偏角决定的 kr刀具=kr刀杆2100433B

刀具名称 用途 可转位面铣刀 普通形式面铣刀 可转位精密面铣刀 适用于表面质量要求高的场合，用于精铣。

可转位立装面铣刀 适于钢、铸钢、铸铁的粗加工，能承受较大的切削力，适于重切削。

可转位圆刀片面铣刀 适于加工平面或根部有圆角肩台、筋条以及难加工材料，小规格的还可用于加工曲面。

可转位密齿面铣刀 适于铣削短切屑材料以及较大平面和较小余量的钢件，切削效率高。

可转位三面刃铣刀 可转位三面刃铣刀 适用于铣削较深和较窄的台阶面和沟槽。

可转位两面刃铣刀 可转位两面刃铣刀 适用于铣削深的台阶面，可组合起来用于多组台阶面的铣削。

可转位立铣刀 可转位立铣刀 适于铣削浅槽、台阶面和盲孔的镗孔加工。

可转位螺旋立铣刀（玉米铣刀） 平装形式螺旋立铣刀 适于直槽、台阶、特殊形状及圆弧插补的铣削，适于高效率的粗加工或半精加工。

立装形式螺旋立铣刀 适于重切削，机床钢性要好。

可转位球头立铣刀 普通形球头立铣刀 适于模腔内腔及过渡R的外形面的粗加工，半精加工。

曲线刃球头立铣刀 适于模具工业。航空工业和汽车工业的仿形加工，用于粗铣、半精铣各种复杂形面，也可以用于精铣。

可转位浅孔钻 可转位浅孔钻 适于高效率的加工铸铁、碳钢、合金钢等，可进行钻孔、铣切等。

可转位成型铣刀 可转位成型铣刀 适于各种型面的高效加工，可用于重切削。

可转位自夹紧切断刀 可转位自夹紧切断刀 适于对工件的切断、切槽。

可转位车刀 可转位车刀 适于各种材料的粗车、半精车及精车。2100433B

前言第1章 绪论1.1 数控加工对刀具的要求1.2 数控刀具国内外发展状况1.2.1 数控刀具的种类1.2.2 数控刀具技术的现状1.2.3 我国数控刀具技术的发展现状

第2章 数控刀具基础2.1 刀具的基本概念2.2 刀具的结构2.2.1 刀具切削部分的组成和角度2.2.2 合理选择刀具切削刃部结构形式2.2.3 刀具装夹部分的结构形式2.3 数控可转位刀具2.3.1 可转位刀具的基本概念2.3.2 可转位刀片的型号及表示方法2.3.3 可转位刀片的夹紧方式和典型结构2.3.4 可转位刀片的选用

第3章 数控刀具材料3.1 数控加工对刀具材料的要求3.2 高速钢刀具材料的种类、性能和特点3.2.1 普通高速钢3.2.2 高性能高速钢3.2.3 粉末冶金高速钢3.2.4 涂层高速钢3.2.5 高速钢刀具的选用3.3 硬质合金刀具材料的种类、性能和特点3.3.1 硬质合金的性能及牌号表示方法3.3.2 普通硬质合金的种类、牌号及适用范围3.3.3 超细晶粒硬质合金3.3.4 涂层硬质合金3.4 新型刀具材料的种类、性能和特点3.4.1 陶瓷刀具材料3.4.2 金刚石刀具材料3.4.3 立方氮化硼刀具材料3.5 数控刀具材料的选择

第4章 数控车削刀具4.1 车刀的种类和用途4.2 机夹可转位车刀代码4.2.1 机夹可转位车刀刀片代码4.2.2 机夹可转位外圆和内孔车刀代码4.2.3 机夹可转位式螺纹车刀代码4.2.4 其他机夹可转位式车刀代码4.3 车削加工刀具的选择4.3.1 刀片材质的选择4.3.2 刀片形状的选择4.3.3 主切削刃法后角的选择4.3.4 精度选择4.3.5 刀片夹固形式与有无断屑槽的选择4.3.6 刀片尺寸大小与厚度的选择4.3.7 断屑槽的选择4.3.8 选择可靠的刀片夹紧结构

第5章 数控铣削刀具5.1 概述5.1.1 铣刀的种类和用途5.1.2 铣刀的几何参数5.2 数控加工中常用铣刀及代码5.2.1 数控可转位铣刀刀片及铣刀代码5.2.2 面铣刀5.2.3 立铣刀5.2.4 其他铣刀5.3 可转位铣刀的合理选用5.3.1 可转位铣刀的结构5.3.2 可转位铣刀的角度选择5.3.3 可转位铣刀的齿数（齿距）5.3.4 可转位铣刀的直径5.3.5 刀片牌号的选择

第6章 数控加工中孔加工刀具6.1 孔加工刀具的种类及孔加工的方法及特点6.1.1 孔加工刀具的种类6.1.2 孔加工的方法及特点6.2 麻花钻6.2.1 高速钢麻花钻6.2.2 硬质合金麻花钻6.3 深孔钻6.3.1 单刃外排屑深孔钻6.3.2 内排屑深孔钻6.3.3 喷吸钻6.4 镗刀6.4.1 粗镗刀6.4.2 精镗刀6.5 铰刀6.5.1 高速钢铰刀6.5.2 硬质合金铰刀6.5.3 铰刀的选择

第7章 数控工具系统7.1 概述7.1.1 数控加工中的刀具快换7.1.2 数控工具系统概念7.1.3 机床与工具系统的接口7.2 镗铣类数控机床工具系统的接口及其标准7.2.1 锥度为7∶24的通用刀柄7.2.2 锥度为1∶10的HSK刀柄7.3 镗铣类数控机床工具系统7.3.1 整体式工具系统7.3.2 模块式工具系统7.4 数控车削工具系统7.4.1 数控车削整体式工具系统的特点7.4.2 数控车削模块式工具系统的特点参考文献2100433B