數(shù)控刀具現(xiàn)已廣泛使用，數(shù)控刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，既要考慮加工質(zhì)量，又要考慮它的成本。以前使用是低速刀具，例如工具鋼和高速鋼等，刀具費(fèi)用投入少，成本低，后改用高速刀具，例如硬質(zhì)合金、金剛石、CBN等，刀具成本高，有的很多人（尤其公司領(lǐng)導(dǎo)）因此不能接受，認(rèn)為刀具成本太高。下面簡單闡述常用數(shù)控刀具的特點(diǎn)和種類，從降低生產(chǎn)成本上分析，如何合理選購性價(jià)比高的數(shù)控刀具，提高生產(chǎn)率，節(jié)約生產(chǎn)成本，并簡化數(shù)控刀具的管理。

一、常用數(shù)控刀具的種類及特點(diǎn)

數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；②鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；③鏜削刀具；④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，現(xiàn)在機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具已得到廣泛的應(yīng)用，數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)：
　　1. 剛性好(尤其是粗加工刀具)，精度高，抗振及熱變形小；
　　2. 互換性好，便于快速換刀；
　　3. 壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；
　　4. 刀具尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間；
　　5. 刀具應(yīng)可靠地?cái)嘈季硇?，以利于切屑排除?br/>　　6. 系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。

二、性價(jià)比

性價(jià)比：全稱是性能價(jià)格比，是一個(gè)性能與價(jià)格之間的比例關(guān)系。刀具的性價(jià)比就是刀具的性能和價(jià)格之間的比例關(guān)系。刀具的性能主要體現(xiàn)在刀具的使用壽命、加工效率和加工質(zhì)量等方面。

1.刀具壽命

刀具壽命一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種。最高生產(chǎn)率壽命是根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)來確定，最低使用壽命是根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。

刀具壽命與切削用量有密切 關(guān)系， 一般說來，隨著加工效率的提高，刀具壽命隨之縮短造成刀具費(fèi)用增加，同時(shí)又由于加工時(shí)間減少導(dǎo)致機(jī)床等費(fèi)用減少，兩者的綜合結(jié)果使加工費(fèi)用形成一個(gè)與加工效率相關(guān)的曲線，一般表現(xiàn)為向上開口，即有一個(gè)成本最低的切削速度。如果沒有加工節(jié)拍、機(jī)床參數(shù)等的限制，這個(gè)速度應(yīng)該是最佳成本的速度。但考慮正常及非正常停機(jī)(如更換工藝裝備、故障等)時(shí)間，通常建議取略高的切削速度。

2.生產(chǎn)成本、加工效率和使用壽命的關(guān)系

公司的生產(chǎn)成本表現(xiàn)是綜合的，它包括刀具費(fèi)用、人員工資、冷卻液、設(shè)備折舊、能源費(fèi)用、輔助設(shè)備費(fèi)用及企業(yè)一般費(fèi)用等。如果企業(yè)使用加工中心等昂貴的設(shè)備，刀具本身的費(fèi)用相對(duì)占得比例較低（按歐洲行業(yè)統(tǒng)計(jì)，汽車制造業(yè)的刀具費(fèi)用約占4%，一般機(jī)械業(yè)的刀具費(fèi)用約占7%）。生產(chǎn)成本中除了冷卻液與加工效率無直接關(guān)系，其它人員工資、設(shè)備折舊、能源費(fèi)用、輔助設(shè)備費(fèi)用及企業(yè)一般費(fèi)用等都與加工效率有直接關(guān)系。

下面加工成本的簡單公式也可以直觀看到加工效率（既加工時(shí)間）、刀具壽命與加工成本的關(guān)系：

X=Mc*Tm+(C+Mc*Tt)/L
（刀具成本(v/pcs):C    刀具壽命(個(gè)/pcs):L    刀具交換(min/pcs):Tt

機(jī)械成本(V/min):Mc   加工時(shí)間(min/個(gè)):Tm   加工成本:(V/個(gè)):X）

通過這計(jì)算公式可以看到機(jī)械成本Mc和加工時(shí)間Tm對(duì)生產(chǎn)成本影響很大，機(jī)械成本越高，加工時(shí)間越長，生產(chǎn)成本將大幅上升；而刀具成本C和刀具壽命L等對(duì)生產(chǎn)成本X影響較小。機(jī)械設(shè)備一次投入到位是固定的，而加工時(shí)間Tm是可變化的。要想降低加工成本，降低加工時(shí)間是最直接最有效地辦法，所以說效率越高，生產(chǎn)成本就越低。

從德國制造業(yè)的統(tǒng)計(jì)來看，就刀具而言，降低刀具采購價(jià)格30%，大約可以降低生產(chǎn)成本1%；延長刀具壽命50%，同樣可以降低生產(chǎn)成本1%；而提高加工效率20%，則可以降低生產(chǎn)成本約15%。通過這統(tǒng)計(jì)，也證明了提高加工效率可大幅降低生產(chǎn)成本。目前國外已大量使用高效率的刀具。

三、合理選擇性價(jià)比高的高效數(shù)控刀具

在現(xiàn)代化加工過程中，提高加工效率的最有效方法是采用高速切削加工技術(shù)，因此選擇性價(jià)比高的刀具就選擇高速切削的數(shù)控刀具。

高速切削刀具現(xiàn)在發(fā)展已突飛猛進(jìn)，各大刀具公司都開發(fā)研制高速高性價(jià)比的切削刀具?，F(xiàn)簡單介紹一些高性能高品質(zhì)高效的數(shù)控刀具：

瓦爾特公司設(shè)計(jì)了新型“Tiger·tec可轉(zhuǎn)位刀片”，與新開發(fā)的“Xtra·tec刀體”配合，加工鑄鐵與鋼材可以成倍地提高加工效率。山高公司推出了“快豹銑刀”(Quattro mil1)，高強(qiáng)的方刀片能承受切削深度達(dá)6mm，每齒進(jìn)給量達(dá)0.25mm／z的負(fù)荷。用以銑削合金鋼，可用v=160m／min，ap=3mm，fz=0.2mm／z的用量；加工不銹鋼，可用v=220m／min，ap =1mm，fz =0.17mm／z的用量，工作平穩(wěn)，加工表面良好，比原用刀具提高效率達(dá)50％～60％。黛杰公司的SKS超高效率加工模具的銑刀(φ50～100mm)，fz =4 mm／z，vf=20000mm／min。三菱公司的“AJX高進(jìn)給圓弧頭銑刀”和伊斯卡公司的“飛碟銑刀”，在ap為1.5mm的情況下，fz可達(dá)3.5mm／z。伊斯卡公司的“風(fēng)火輪銑刀”，采用鋸齒形的切削刃，前后互相錯(cuò)疊，切削深度ap可達(dá)8mm，尚能流暢排屑，切削輕快平穩(wěn)。WIDIA 的M750盤銑刀，6邊形刀片，12個(gè)刃，為發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鑄鐵粗加工，提供了一個(gè)性/價(jià)比很高的刀具。WIDIA M76 臥裝刀片式密齒精銑刀，為鑄鐵精銑刀，1mm切深，進(jìn)給0.5mm，銑出面粗糙度可達(dá)Ra0.8，這精銑刀調(diào)刀特別方便，加工效率也高。

山特維克可樂滿公司推出了Coro Drill880可轉(zhuǎn)位刀片的硬質(zhì)合金鉆頭，帶有Wiper修光刃的刀尖可應(yīng)用，鉆體剛性好，且進(jìn)行了表面處理，排屑流暢，硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片專門設(shè)計(jì)的GR、GM、LM和GT四種槽形，可供不同工件材料的鉆孔選用，880鉆頭與過去著名的U鉆相比，切削速度提高一倍，刀具壽命也提高10%。山特維克最近新推產(chǎn)品Coro Mill 345面銑刀，耐沖擊，刀片8刃，經(jīng)濟(jì)性好，它的新型Wiper（修光刃）PW8和KW8刀片,在高進(jìn)給率下能獲得極佳的表面光潔度，與標(biāo)準(zhǔn)平行鍛刀片相比，精加工時(shí)工作臺(tái)進(jìn)給至少可以提高兩倍，顯著節(jié)省成本，在客戶使用中獲得好評(píng)。

選擇高效數(shù)控刀具也要考慮到數(shù)控刀具在使用中的實(shí)際情況，有時(shí)為了產(chǎn)品質(zhì)量或其它方面的情況，須適當(dāng)?shù)慕档托?。在?shí)際選擇數(shù)控刀具時(shí)要考慮如下幾點(diǎn)：

1.根據(jù)刀具復(fù)雜程度、刀具的制造周期、刀具的制造和刃磨成本等來選擇刀具。復(fù)雜、精度高、制造周期長、成本很高的刀具耐用度應(yīng)選擇高些。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，換刀便捷，輔助時(shí)間短，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min，這樣可充分發(fā)揮數(shù)控刀具的高效切削性能，提高生產(chǎn)效率。對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具耐用度也應(yīng)選擇高些，保證刀具穩(wěn)定性和可靠性。

2.大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，須降低效率，提高刀具耐用度，來保證零件精度和表面粗糙度。

總之，在機(jī)械加工整個(gè)過程中，刀具是變數(shù)最大的因素，所以選購刀具時(shí)，盡量選用高品質(zhì)高效率最優(yōu)性價(jià)比的刀具，提高加工效率、提高產(chǎn)品加工質(zhì)量、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、降低機(jī)床臺(tái)時(shí)費(fèi)用（加工成本）、提高關(guān)鍵精密加工部分的安全可靠性等等。