0.引言

在高职数控专业数控车工技能实训中，很多学生只会被动地使用数控车刀，而正确选配数控车刀的知识相对比较薄弱。因此数控车工实训教学环节中，增加学生数控车刀选配方面的知识与技能很有必要。此举也为学生毕业后从事相关数控车工操作岗位的工作打下坚实的基础。数控车工工件加工的工艺设计中，也包含了车刀选配的内容。在只知零件的基本结构形状和尺寸而不知数控车刀的刀杆和刀片型号的情况下，该如何正确合理地选配常用的数控车刀呢？

1.数控车刀选配的目的与意义

1.1数控车刀选配的目的

在高职数控专业数控车工技能实训教学环节中，教师必须教授并指导学生该如何正确选配数控车刀。这样能使学生在数控车工操作现场没有刀具可用的情况下，能够自行根据现有条件正确选配刀杆和刀片组装成数控车刀，进而确保数控车工技能实训或零件车削生产活动的正常进行。

1.2数控车刀选配的意义

在高职数控专业数控车工实训教学环节中，让学生正确掌握选配数控刀杆和刀片的方法，从而能够组装成可用的数控车刀。这对于提高学生的动手能力、激发学生专业技能学习的积极性和主动性、丰富学生专业知识结构促进就业等方面都具有重要意义。

1.2.1能够正确选配刀具为顺利加工做好准备

正确选配数控车刀是整个数控车工加工工艺的重要组成部分。数控车工技能操作实训之前正确选配好刀杆和刀片，能进一步提高学生的动手能力，保证了数控车刀能够正确装配和有效合理使用，从而能够确保数控车工技能实训的顺利进行。

1.2.2能够进一步激发学生专业技能学习的积极性主动性

高职数控专业学生数控车工技能实训教学环节中，让他们根据实际需要正确合理选配数控刀具，一技傍身，进一步提高他们的成就感，也大大提高了他们数控车工专业技能学习与实训的积极性与主动性。

1.2.3能够丰富学生的专业知识与技能储备便于就业

职业教育的实质是就业教育。对于高职数控专业学生而言，能够根据零件结构形状等正确选配数控车刀刀杆和刀片进而组装成机夹车刀，拓宽了学生数控专业知识结构，锻炼并丰富了数控专业技能，为他们毕业后顺利在相关企业和岗位就业积累了一定的专业经验。

2.数控车刀选配的依据和选配步骤

2.1数控车刀选配依据

2.1.1依据零件的结构形状需要

高职数控专业数控车工技能实训教学环节中，教授学生该如何选配数控车刀，必须根据零件的基本结构形状和零件图所标注的相关尺寸，作为数控车刀主要选配依据。

高职数控专业的课程设置，机械制图作为一门专业基础课，一般会安排在第一学期开设；而数控车床编程与操作作为一门核心专业课程，一般在会在第二或者第三学期开设。因此，学生有了机械制图课程的基础知识，他们在数控车工技能实训中是能够读懂零件图的。因而他们也能够通过零件图空间想象出零件的基本结构形状，进而能够根据零件的基本结构形状和零件图所标注的尺寸正确合理地选配数控车刀。比如当零件上有外圆、外圆锥结构形状时，应选择外圆车刀；当零件上有螺纹结构形状时，应选择螺纹车刀；当零件上有沟槽结构形状时，应选择切槽刀；当工件需要切断时，一般要选用切断刀。

2.1.2依据零件的材料需要

在数控车工实训中，根据零件图标题栏上所注明零件所用的材料来选配刀片的材料非常重要。数控车刀刀片作为切削部分材料，承担主要的切削任务。如果刀片材料选配不当则会降低零件的切削效率，有的甚至会使刀具切不进工件，导致切削无法进行。比如加工45^#钢时，宜选用钨钛钴类硬质合金刀片刀具；车削铸铁类材料时，宜选用钨钴类硬质合金刀片刀具。

工艺是将毛坯或半成品加工成成品的方法和技术。在高职数控专业数控车工技能实训中，确定工件加工工艺除了确定加工路线外，还包括机床、刀具、切削用量的选择等。而刀具的选择确定必须根据车削过程具体的步骤和每把刀具所承担完成的切削任务。比如工件上有退刀槽、越程槽结构时，工艺上必须安排相关切槽刀来完成；再比如工件上有倒角结构时，工艺上必须安排倒角车刀或外圆车刀完成。

2.2数控车刀选配步骤

高职数控专业数控车工技能实训教学环节中，教授学生数控车刀选配时，要充分考虑车削对象个体因素和车刀本身的情况，从而对数控车刀加以正确合理选配使用。数控车刀选配时，一般应遵循如下步骤：

2.2.1第一步：了解工件材质并明确工件结构形状

由于不同材质的工件对数控车刀的要求不同，有的甚至同一把数控车刀对相同结构形状但不同材质的工件加工效果却截然不同。因此在选配数控车刀之前，必须首先对工件材质的硬度、韧性、耐磨性、切削加工性等特性有所了解，这样才能选择合适的切削部分材料的刀具并考虑是否使用涂层刀具，以提高车刀的切削效率和使用寿命。同时要明确工件的结构形状，这样才能根据工件结构形状选配合适类型的数控车刀。

2.2.2第二步：考虑刀具的切削速度

切削速度是数控车削的重要参数，合理的切削速度能提高切削加工效率并确保车刀的使用寿命。要根据切削速度范围选择合适的刀具。比如加工梯形螺纹时，当选用硬质合金梯形螺纹车刀时，切削速度可取50-100/min；当选用高速钢车刀车削梯形螺纹时，一般采用低速车削，粗加工时，切削速度可控制在20m/min左右，精加工时，切削速度通常低于5m/min，当材料较硬时，精加工速度可提升到7m/min左右；若要获得较好的表面质量，精车时切削速度可控制在4-7m/min，并浇注切削液。

2.2.3第三步：预判数控车刀几何角度对工件的干涉度

数控车刀几何角度对工件产生干涉是加工中应尽量避免出现的一个重要问题。学生数控车工技能实训中，要求刀具几何角度与工件结构形状达到最佳匹配结合，才能最大限度地减少非切削时间，达到最优的切削状态，进而获得更大的切削效率。因此数控车刀选配时要预判刀具几何角度是否会对工件加工产生干涉。要尽量选择对工件加工不会产生干涉的几何角度的车刀。比如车削台阶轴工件外圆轮廓时不能选择主偏角为75°或45°的弯头车刀，而要选择90°～93°主偏角的外圆车刀；加工某些凸凹圆弧外形轮廓工件时，为防止外圆刀副后刀面与工件已加工面产生干涉，则要选择副偏角较大的外圆车刀；加工盲孔或阶梯孔工件时，为防止镗孔刀与工件过渡表面产生干涉，则不宜选用通孔车刀而应选用盲孔车刀。

2.2.4第四步：考虑刀具冷却方式

切削加工时刀具的冷却方式对切削效果和切削温度产生重要影响。常见的冷却方式主要有加注切削液和干切削。切削过程中要根据材料类型及加工要求决定是否加注冷却液，该加注哪种冷却液。

2.2.5 第五步：确定刀具主要尺寸

数控车刀的主要尺寸包括刀杆尺寸和刀片尺寸。数控车刀的主要尺寸直接影响工件车削任务的完成和刀具的装夹。主要根据工件的基本结构形状及尺寸或数控车床的结构型号确定刀具的主要尺寸，特别是刀杆的尺寸。比如选配内孔车刀时，刀杆的直径要比工件底孔直径稍微小点，刀杆长度要稍微大于内孔长度，否则加工时刀杆会对工件底孔产生干涉；而。再比如选择外圆车刀、切槽刀、外螺纹刀刀杆时，刀杆的高度和宽度尺寸主要取决于数控车床的机床型号，如CK6150型车床所用刀杆尺寸为25X25mm，CK6136D型车床所用刀杆尺寸为20X20mm。

3.技能实训教学环节中数控车刀选配

在操作现场数控车刀刀杆和刀片均未知的情况下，选配好车刀刀杆和刀片正确组装成一把完整的数控机夹车刀进而执行刀具的切削功能，是刀具选配的重要内容。在高职数控车工技能实训教学环节中，常规实训加工的工件一般包含了外圆柱、外圆锥、凸圆弧、凹圆弧、外沟槽、螺纹等结构形状。因此，根据操作现场的实际需要，从所选配的数控车刀种类而言，一般包括外圆车刀、切槽刀、螺纹刀等刀具。本案例以在型号为CK6150机床切削45^#钢为例，介绍数控车工实训教学环节中常用数控车刀的选配。

3.1外圆粗车刀

外圆粗车刀主要用于粗加工回转体工件外圆柱、外圆锥、圆弧等结构，是一种常用而重要的数控车刀。因此正确选配好外圆粗车刀非常关键。

3.1.1车刀刀杆

在未知数控机夹刀刀片的情况下，要选好外圆粗车刀刀杆。必须首先要明确刀杆的作用。根据已有的知识和经验想象出外圆车刀刀杆的基本结构轮廓，并想象出刀杆在数控车床刀架中摆放的位置和如何装夹。外圆车刀刀杆型号一般由12位字母或数字组成。其各位代号表示的含义如下图1所示：

图1 外圆车刀刀杆型号表示的含义

在上述外圆车刀各位表示的含义中，选配粗车刀刀杆型号时，可按如下确定：

①第一位，可选择压板夹紧方式，即确定M。

②第二位，粗加工，切削力较大，可选80°桃形刀片，即确定W。

③第三位，刀杆切入角度可选93°即确定J。

④第四位，刀片后角为0°即确定N。

⑤第五位，一般使用右偏刀，即正刀，确定R。

⑥第六、七位和第八、九位，根据数控车床实际需要和装夹需求，刀杆高度和宽度均为25mm。

⑦第十位，刀杆的总长可为150mm即确定为M。

⑧第十一、十二位，刀杆切削刃长度，可定8mm。

综上所述，外圆粗车刀刀杆型号确定：MWLNR2525M08。

3.1.2车刀刀片

根据前述所选配的型号为MWLNR2525M08的外圆车刀刀杆。基于此，可通过查表等方式确定外圆粗车刀刀片的型号，可选配为：WNMG080408。

3.2外圆精车刀

根据前面3.1.1所述刀杆型号所含12位字母或数字的含义，外圆精加工所选配刀杆型号可与粗加工刀杆型号相同，即确定为：MWLNR2525M08；根据精加工特点，精加工刀片型号可确定为：WNMG080404。

3.3外圆切槽刀

外圆切槽刀主要用于切削工件外圆沟槽单槽或宽槽，也可用于切断工件。外圆切槽刀刀杆型号主要由13位字母或数字组成。其型号组成的字母或数字各位含义如下图2所示：

图2 外圆切槽刀型号表示的含义

外圆切槽刀在工件加工切削过程中，根据工件切槽实际需要，其刀杆在选配时，确定其型号为：MGEHR2525-4T20或MGEHR2525-4T30（加长型）。

根据上述外圆切槽刀刀杆的型号，从而确定与之相应的外圆切槽刀刀片型号：MGMN400-M。

3.4螺纹车刀

螺纹车刀主要用于内、外圆柱（锥）表面上车削各种螺纹，一般车削圆柱外三角螺纹较多。三角螺纹车刀刀杆型号主要由10位字母或数字组成。其型号各位含义如下图3所示：

图3 螺纹车刀刀杆型号表示的含义

常用的外螺纹车刀在使用过程中，根据实际切削需要和装刀需求，螺纹刀杆在选配时，其型号可确定为：SER2525M16。根据所确定的外螺纹刀杆型号，从而确定与之相应的螺纹车刀刀片型号：16ERAG60。

根据前面3.1～3.4所述,数控车工实训中，在刀杆和刀片均未知的情况下，选配一套常用的数控车刀，其型号规格确定如下表1所示：

表1 数控车工常用车刀选配型号规格

4.实训教学环节中数控车刀选配应注意的问题

高职数控专业学生数控车工实训教学环节中，教会学生正确掌握数控车刀的选配非常重要，但同时必须注意如下问题：

4.1 要注重授人以渔

高职数控专业学生数控车工技能实训环节中，要注重教授学生掌握数控车刀选配的方法。这对于学生现场实训在没有任何数控车刀可使用的情况下，自行正确选配好一套常用的数控车刀非常重要。它实现了数控车刀从零到一的跨越，而不至于学生只会使用现成的数控车刀。

4.2要加强学生的应用实践性认识

在学生数控车工实训教学环节中，可设计不同结构形状的工件让学生练习掌握数控车刀的选配，再让他们将选配好的数控车刀刀杆和刀片组装好刀具后再拿去现场实践操作，检验刀杆和刀片选配的合理性，这样能增强学生的实践经验，提高理性认识。

4.3实训教学环节要紧密结合企业生产实际

数控实训指导教师在数控车工技能实训教学环节中，数控车刀的选配及其实训教学内容必须与企业实际生产现场紧密结合。模拟企业的生产现场和生产环境指导学生进行技能实训，并强化实训效果；要指导并强化学生企业生产现场工艺的实施和工艺性问题的解决。要将相关企业的新工艺、新技能和新方法实现与学生学习实训过程的无缝对接。

对于数控专业理实一体化教师而言，经常联系企业并经常赴相关企业“充电”和“取经”显得十分必要。这样才能知晓并学习到企业的新工艺和新技能，以服务于数控专业的教学需求。

5.结束语

在高职数控专业数控车工技能实训教学环节中，教授并指导学生掌握数控车刀选配的方法与技巧，这样既丰富了学生的数控专业知识结构，又提升了学生的专业技能水平。在该环节中，要充分考虑到学生的实用需求和就业岗位的使用要求。要树立“以学生为本”的教育教学理念，换位思考，以学生的视角审视和梳理数控车工技能实训教学环节中刀具选配等有用的专业知识与技能，然后将这些知识与技能循序渐进地传授给学生，这样才能把数控车工实训教学环节的各项工作做实做好。

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3.张娜.数控车床加工刀具的类型及其选择[J]职业，2015（33）：156.

 [作者简介]李金平（1975—），男，汉族，江西宜春人，本科，副教授，研究方向为机械制造与数控加工。