CNC加工仍屬于金屬切削的范疇，但有其自身的特點。這主要是作為一種高度自動化、長時間運行的連續加工過程來實現的，其中工具設置時間比傳統加工更復雜、更耗時。所以在選擇工具時有很多問題值得考慮。本文介紹CNC常用刀具的相關知識。我認為好的工具是提高CNC加工效率的第一步。

一、模具材料和涂層

當今使用的各種刀具材料具有適合不同加工要求的特性。普通工具材料所需的性能包括低摩擦系數、高精度、良好的導熱性、足夠的韌性和抗沖擊性。

常規數控機床常用的刀具材料有高速鋼和硬質合金。但在高速切削、干切削、切削難加工材料、以車代磨等特殊情況下，則需要使用陶瓷、CBN、PCBN、金剛石等超硬材料。這些超硬材料價格相對較高，切削工藝和參數不易學習，對機床的剛性有一定的要求，因此在常規加工中應用并不廣泛。

二、硬質合金材料工具

刀具表面涂層是提高刀具性能的重要方法之一，近年來得到廣泛應用。涂層刀具壽命比未涂層刀具長10倍。常見的涂層包括氮化鈦TIN、碳化鈦氮化物TICN和氧化鋁。下圖顯示，高速鋼和硬質合金的切削速度降低了100倍，而使用涂層刀具則加工時間降低了4倍。

三、工具分類

常用的數控刀具按形狀分為立銑刀、圓頭銑刀和球頭銑刀三種。每個工具都有特定的作用。

1、立銑刀

CNC加工中心立銑刀，也稱為平底銑刀，由主切削刃包圍，底部為副切削刃。立銑刀的外刃和底部都有銑齒，形成切削刃，工件的垂直面可用銑床銑削。立銑刀的形狀變化非常復雜，適用于銑削、凹槽和異形表面等各種加工。可以說是應用最廣泛的銑刀。

在銑削2D形狀的工件時，可以使用非常有效的刀距和切削深度值，因為與工件接觸的部分是外邊緣和底部。但是，在為3D工件切割模具時，與工件的接觸區域幾乎總是一個尖點。因此，必須減小刀具間的距離和切深，從而降低加工效率。

換句話說，立銑刀適用于2D形狀的工件，但不適用于3D形狀的工件。

2、球刀

球刀，也稱為R刀，具有球形底邊。與立銑刀相比，球頭銑刀是銑削3D工件的必備工具。球刀的底部沒有立銑刀那樣鋒利的刀尖，并且有一個R角的刀片，所以球刀的刀片更穩定，不容易被壓碎。

在模具加工中，球刀主要用于3D模具銑床，尤其是精加工和邊角清理。但球面銑刀與工件的接觸面積小，不能延長距離，因此不適用于相對平坦區域的銑床。

3、圓鼻刀

CNC加工中心圓鼻刀又稱平底R刀，可用于粗加工、平面光面刀和曲線輪廓光面刀。與立銑刀和球面銑刀相比，圓頭銑刀結合了兩個優點，具有更好的工作效率。圓頭刀的橫刀間距可以比球刀大，在精加工時具有與球刀相同的優勢。因此圓頭刀適用于粗加工和精加工。

具有較小表面變化的大型工件、狹窄凹槽的小區域和較大的相對平坦區域最好用圓刀處理。然后使用二次粗加工方法來尋找需要進一步加工的區域。但圓頭刀面對一些凹陷區域，刀身有一個盲區，即出現“頂刃”現象。

四、常見問題及解決方案

在實際操作中，總是會出現各種問題。這里有一些常見的問題和解決方案，供大家參考。相信解決這些問題會提高機床的加工效率。

1、工具振動

隨著難加工材料的使用越來越多，振動已成為提高加工效率的障礙。振動的發生直接影響加工精度和表面粗糙度，加速刀具磨損，嚴重影響刀具壽命，嚴重時不能繼續切削加工。

工具振動需要三個條件同時存在。包括工具在內的工藝系統不夠堅固，導致固有頻率低。在切割過程中會產生足夠的外部激振力。外部激振力的頻率與過程系統的固有頻率相同。諧振。

解決刀具振動的思路分為三個部分。首先是最小化切削力。使用盡可能小的刀尖圓弧來減少切削力。增加刀具的前角。用磨過的刀片更換壓好的刀片。減小切深，增加速度，增加進給。對細長軸使用90度進入角。對于帶有細桿的銑床，圓形刀片最有助于減少振動。

二是最大限度地提高工具系統或夾具和工件的靜態剛度。

三是在刀桿內部產生單獨的振動，擾亂外激勵切削力的振動頻率，從而消除刀具振動。

2、刀片磨損

在加工過程中，前刀面和后刀面經常很快磨損。其中，根據葉片損壞情況需要采取各種應對措施。

后刀面磨損過大導致表面粗糙，加工尺寸差

這種情況的原因包括高切割速度或低刀片耐磨性。解決方案包括改進減慢切削的方法，逐漸增加切削量，使用更耐磨的刀片材料或涂層，以及使用順銑而不是逆銑。

缺口磨損

刀片的凹槽切割后可能會損壞并導致表面粗糙和碎屑。原因包括進給速度太低。銑床容易發生加工硬化。工件表面有氧化皮。面對這種情況，應經常用釘子檢查刀片凹槽的磨損情況。

銑削不銹鋼和耐熱合金時的積屑瘤

銑床的粘刀又叫積屑瘤，加工表面粗糙，出現毛刺。由于積屑瘤的脫落，切削刃的前刀面脫落，切削刃被壓碎，耐熱合金工件的二次崩刃導致切削刃被快速壓碎。造成這種情況的原因無非是切削刃鈍、前角為負、切削速度低、切屑厚度太薄、排屑不良等。

解決累積腫瘤的方法大致基于“六個步驟”。第一步是提高不銹鋼和鋁合金的切削速度。第二步是使用物理涂層或未涂層的刀片。第三步是逐漸增加切削量，以達到最佳切屑厚度。第四步準備足夠的高壓冷卻液或空氣以防止二次切屑。第五步是使用順銑代替逆銑。第六步，用純礦物油低速清洗耐熱鈦合金和沉淀硬化不銹鋼的切削區域。

刀片折斷或撞刀

這種邊緣崩裂的原因有很多。如果刀片材料太硬，刀片輪廓太弱，或切割速度太慢，切割邊緣可能會塌陷，導致切割不均勻或斷續。

考慮到這種情況，首先檢查墊片是否損壞或刀片上的螺絲是否變形需要更換。二是要消除振動系數，選用較硬的刀片材料，更換刃口較強的刀片。最后，必須提高切削速度以消除切削刃