選擇最佳刀具是保證切削加工獲得成功的一項關(guān)鍵工作，而且是一項需要反復進行的經(jīng)常性工作，它直接影響到加工循環(huán)時間和加工車間的競爭力。

    一家典型的超市通常有48,750個存貨單元（SKU），以及35種不同的豆類罐頭?，F(xiàn)在想象一下，一家大型刀具制造商的刀具產(chǎn)品，光是英制尺寸的品種規(guī)格就超過40,000個存貨單元（就像超市的各種豆類罐頭一樣）。單從數(shù)量上看，與選擇最佳刀具相比，挑選最佳豆類罐頭簡直就是小菜一碟！選擇刀具就是要挑選出與加工機床相匹配，并能在最短的加工循環(huán)時間內(nèi)，以最低的成本和最高的質(zhì)量切削加工出零件特征的刀具。以下是選擇金屬切削刀具時需要考慮的一些主要因素。

    （1）最重要的刀具

    如果任何一種刀具停止工作，生產(chǎn)都會出現(xiàn)停頓。但這并不意味著，應(yīng)該對每種刀具都予以同等關(guān)注。切削時間最長的刀具將對加工循環(huán)時間產(chǎn)生最大的影響，因此，在正常情況下，應(yīng)該對這種刀具予以最大程度的重視。還需要額外關(guān)注那些切削加工重要零件特征和精度要求最高尺寸的刀具。此外，對那些最有可能產(chǎn)生不易控制切屑的刀具（如鉆孔、切槽和加工螺紋的刀具），也需要給予更多重視，因為不理想的切屑容易造成加工停頓。

    （2）與加工機床相匹配

    刀具分為左手刀具和右手刀具，因此，正確選擇刀具的左右手非常重要。通常，右手刀具適用于主軸逆時針運轉(zhuǎn)的機床，而左手刀具適合主軸順時針運轉(zhuǎn)的機床。如果你有幾臺車床——其中一些使用左手刀具，另一些既能使用右手刀具，也能使用左手刀具——則應(yīng)選用左手刀具。對于銑刀，人們大都傾向于選用懸伸量較大的刀具。雖然大懸伸量銑刀可以覆蓋更大的零件加工范圍，但這種選擇會降低刀具的剛性，增大刀具撓曲變形，降低切削速度，并更容易發(fā)生顫振。還要注意，機床的換刀機械手對刀具的尺寸和重量有一定的限制。如果你選擇冷卻液通過主軸的內(nèi)冷卻加工機床，則應(yīng)選用同樣具有內(nèi)冷卻功能的刀具。

    （3）與工件材料相匹配

    被加工材料以碳鋼居多，因此，大部分刀具都是為了更好加工碳鋼而設(shè)計的。刀具牌號的選擇取決于被切削材料。對于各種非鋼鐵材料——如高溫合金、鈦合金、鋁合金、復合材料、塑料、純金屬等——刀具制造商設(shè)計制造了系列刀具夾頭和配套的刀片幾何形狀。如果要切削加工這些材料，就要了解為加工這些材料而專門設(shè)計的刀具的相關(guān)信息。

    （4）刀具的大小

    選擇刀具時常犯的錯誤是：所選的車刀太小、銑刀太大。大尺寸車刀的剛性更好；而大尺寸銑刀的價格更昂貴，并要將更多時間花在空切上。一般而言，刀具尺寸越大，其成本也越高。

    （5）選擇可轉(zhuǎn)位刀具還是可重磨刀具

    對于這個問題，答案很簡單：盡量避免刃磨刀具。除了某些鉆頭、立銑刀等少數(shù)例外，應(yīng)該選用刀片式或可轉(zhuǎn)位刀具（在有供貨的情況下）。與可重磨刀具相比，可轉(zhuǎn)位刀具可以節(jié)省勞動力成本，并獲得更可靠、更一致的加工結(jié)果。

    （6）刀具材料與牌號

    刀具材料和牌號的選擇與工件材料以及機床的速度和進給率限制密切相關(guān)。對于某一類工件材料，應(yīng)選擇通用性最好的刀具牌號（極有可能是某種涂層牌號）?？梢岳玫毒咧圃焐叹幹频呐铺栠x擇圖表。一種常見的錯誤是利用某種牌號對照圖表來解決刀具壽命問題。如果你所用的刀具壽命不理想，而你又選擇與其最相似的牌號，可能會獲得同樣糟糕的加工結(jié)果。解決刀具壽命問題需要關(guān)注其失效模式。

    （7）功率要求

    指導原則是“物盡其用”。如果你購買了一臺20馬力的機床，就應(yīng)該選擇需要使用其有效功率80％的刀具和切削參數(shù)（在工件和夾具允許的情況下）。尤其要注意機床用戶手冊中的功率/轉(zhuǎn)速表。選擇為在該機床的有效功率范圍內(nèi)實現(xiàn)最佳切削而設(shè)計的刀具。

    （8）切削刃的數(shù)目

    對這個問題的回答是“多多益善”。通常，將車刀切削刃的數(shù)目增加一倍，其成本增加卻不到一倍。在過去十年中，切槽、切斷刀片和某些銑刀片的設(shè)計有了很大改進，每個刀片上的切削刃數(shù)目翻了一番。用具有多達16個切削刃的新型銑刀片取代只有4個切削刃的傳統(tǒng)銑刀片的情況屢見不鮮。有效刀齒的數(shù)目對機床工作臺的進給速度和生產(chǎn)率具有直接的影響。

    （9）選擇單件式設(shè)計還是模塊化結(jié)構(gòu)

    小型刀具最適合采用單件式設(shè)計，而較大的刀具則更適合選擇模塊化設(shè)計。當較大的刀具失效時，用戶希望需要更換的部件是比較小、最便宜的部件，對于切槽和鏜削刀具尤其如此。

    （10）選擇單一用途刀具還是多功能刀具

    一般來說，工件批量越小，越適合用多功能復合刀具加工。例如，一把復合刀具能夠完成鉆孔、車削、鏜孔、螺紋加工、倒棱等多種切削功能。此外，工件越復雜，越適合采用多功能刀具加工。一臺機床只有在刀具切削時才能創(chuàng)造效益，因此應(yīng)盡量減少換刀等輔助工時。

    （11）選擇標準刀具還是專用刀具

    隨著數(shù)控加工的普及，人們普遍認為，零件的形狀可以通過加工編程——而不是刀具設(shè)計——來實現(xiàn)，這意味著專用刀具的使用會越來越少。然而，如今仍然有大約15％的大批量加工刀具是專用刀具。其原因在于，專用刀具能達到精確的尺寸要求、減少工序和節(jié)省加工時間。如果你需要大批量加工零件，可以考慮專用刀具在縮短加工循環(huán)時間上具有的潛在優(yōu)勢。隨著按需定制生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，標準刀具與專用刀具在刀具成本和交貨期上的差距正在逐步縮小。

    （12）切屑控制

    必須牢記，你的目的是制造零件，而不是生產(chǎn)切屑。顯然，切屑可以反映刀具的切削狀態(tài)，但一般而言，人們往往對切屑存在一種偏見，因為大多數(shù)人都沒有受過解讀切屑的訓練。應(yīng)該重視這樣一條準則：“好”切屑不會干擾加工，而“壞”切屑則會干擾加工。切削刀片上都有根據(jù)進給率——從輕載精加工到重載粗加工——而設(shè)計的斷屑槽和卷屑臺。切屑越小，斷屑就越困難。加工韌性好的工件材料時，切屑控制比較困難。雖然你無法改變材料的特性，但你可以改變所選的刀具、切削速度、進給量、切削深度、刀尖圓弧半徑等。

    （13）加工編程

    一旦確定了刀具、工件和CNC數(shù)控機床，就需要定義刀具路徑。如果你了解機床編碼的基本方法，并有先進的CAM軟件包，編制刀具路徑并不困難。編程時，必須考慮刀具的特點（如斜坡角度、切削方向、進給量和切削速度）。對于每種金屬切削刀具，都有可以縮短加工循環(huán)時間、改進切屑控制和減小切削力的各種編程技巧。采用先進的CAM軟件包可以大幅減少編程工作量和提高編程效率。

    （14）選擇新式的創(chuàng)新刀具還是商品化的成熟刀具

    按照目前的進展速度，切削刀具的生產(chǎn)率大約每過十年就要翻一番。如果你考察一下十年前的刀具使用建議，就會發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的刀具切除切屑的速度提高了一倍，而消耗的功率減少了30％。新型刀具大多是用強度和韌性更好的硬質(zhì)合金牌號制成，可以采用更高的切削速度，產(chǎn)生的切削力更小。新型刀具上有更高效的斷屑槽，刀片牌號對加工類型的敏感性較低，具有更好的通用性。新型刀具正越來越多功能化和模塊化——這兩種趨勢有利于降低庫存需求和拓展加工能力。為一些新的加工方法——如插車、大進給銑削、高速切削、最小量潤滑（MQL）、硬車削等——開發(fā)的刀具層出不窮?；谶@些原因和其他一些理由，你需要與時俱進，采用最佳做法，跟上刀具技術(shù)的最新進展，否則你就有過時落伍的危險。

    （15）刀具價格

    刀具的價格固然重要，但卻遠遠沒有刀具的加工成本重要。價格是你為刀具本身付的錢，而刀具的真實成本是其生產(chǎn)率的函數(shù)。價格最便宜的刀具往往也是加工成本最高的刀具。刀具價格通常僅占零件加工總成本的3％。因此，應(yīng)主要關(guān)注刀具的生產(chǎn)率，而不是其采購價格。

    （16）現(xiàn)場技術(shù)支持

    在美國，大約有4,000名訓練有素的工廠刀具專家。他們可以訪問數(shù)以百計的加工車間，幫助加工人員在不同的材料與機床組合中高效加工各種零件。切削加工正在成為一門精確的科學，但卻無法完全取代經(jīng)驗的作用。作為銷售刀具的附加條件，刀具專家的服務(wù)是免費的，他們甚至可能會提供刀具，免費進行切削試驗。一位經(jīng)驗豐富的工廠刀具專家能夠?qū)τ脩暨x擇刀具提供最佳的、往往具有指導性的幫助。

    每種金屬切削加工都有其自身獨特的挑戰(zhàn)，在選擇刀具的過程中，必須仔細予以考慮。由于即使在同一個刀具品牌中，也可以有多種不同的刀具選擇方案，因此，有時選刀可能是一項棘手的任務(wù)。為了協(xié)助用戶選擇刀具，一些刀具制造商提供了各種形式的輔助措施，如按顏色編碼的產(chǎn)品包裝、選刀圖表、加工技術(shù)指南，以及基于計算機的選刀軟件程序。

    選擇刀具時，切記要從所有可能的備選方案中進行篩選，不要將選擇范圍只局限于那些自己熟悉的刀具。要做到這一點，就需要不斷拓展對新型刀具的相關(guān)知識，盡可能廣泛地了解各種刀具信息。為了使自己與時俱進，你可以與刀具制造商或經(jīng)銷商代表保持聯(lián)系、索取最新的刀具樣本或產(chǎn)品光盤、參觀與刀具相關(guān)的展覽會、閱讀行業(yè)雜志、參加刀具技術(shù)培訓班和研討會、經(jīng)常訪問刀具制造商的企業(yè)網(wǎng)站、訂閱刀具制造商的社交網(wǎng)絡(luò)、關(guān)于刀具的微博新聞和博客文章等。