刀具的選擇是數控加工工藝中的重要內容之一，不僅影響工具機的加工效率，而且直接影響零件的加工質量。
由於數控工具機的主軸轉速及範圍遠遠高於普通工具機，而且主軸輸出功率較大，因此與傳統加工方法相比，對數控加工刀具的提出了更高的要求，包括精度高、強度大、剛性好、耐用度高，而且要求尺寸穩定，安裝調整方便。這就要求刀具的結構合理、幾何參數標準化、系列化。數控刀具是提高加工效率的先決條件之一，它的選用取決於被加工零件的幾何形狀、材料狀態、夾具和工具機選用刀具的剛性。
數控工具機選擇刀具應考慮以下方面：
(1)根據零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不鏽鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉位硬質合金刀具。
(2)根據零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除餘量為主，應選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產品質量為主，應選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，塗層磨損修光，繼續使用會影響精加工的加工質量，但對粗加工的影響較小。
(3)根據加工區域的特點選擇刀具和幾何參數。在零件結構允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數也不要超過4齒。
選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中，平面零件周邊輪廓的加工，常採用立銑刀;銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀;加工凸台、凹槽時，選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常採用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
在進行自由曲面加工時，由於球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般很小，故球頭銑刀適用於曲面的精加工。而端銑刀無論是在表面加工質量上還是在加工效率上都遠遠優於球頭銑刀，因此，在確保零件加工不過切的前提下，粗加工和半精加工曲面時，儘量選擇端銑刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關係極大，必須引起注意的是，在大多數情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。
在加工中心上，所有刀具全都預先裝在刀庫里，通過數控程序的選刀和換刀指令進行相應的換刀動作。必須選用適合工具機刀具系統規格的相應標準刀柄，以便數控加工用刀具能夠迅速、準確地安裝到工具機主軸上或返回刀庫。編程人員應能夠了解工具機所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整範圍等方面的內容，以保證在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸，合理安排刀具的排列順序。
刀具只是數控加工過程中的重要內容之一，除此之外，數控加工還涉及圖樣分析、工序劃分、加工設備、工卡量具、工裝夾具、編制最優化的加工程序等一系列環節。最終加工出的產品出現質量問題怎麼解決？問題可能出在中間任何一個環節。
提高零件的加工質量：數控加工中心常用對刀方法探討
在數控加工中心實際操作過程中，對刀的方法是否正確，直接影響到零件的加工質量。主要探討在數控加工中心操作過程中，對於不同的零件採用不同的對刀方法及技巧，提高零件的加工質量。
1、引言
對刀是數控加工中最重要的操作內容，其目的是通過刀具或對刀工具確定工件坐標系原點（程序原點）在工具機坐標系中的位置，其準確性將直接影響零件的加工精度。形狀不同的零件、加工精度不同的零件，對刀的方法也有所不同。筆者結合幾年來在教學和生產中的經驗，總結出幾種不同的對刀方法，以適應不同零件的對刀要求。
2、數控加工中心常用對刀方法探討
數控加工中心的對刀操作分為X、Y向對刀和Z 向對刀，下面分別進行探討。
2.1 X、Y 向對刀
根據使用對刀工具的不同，對刀方法可以分為：試切對刀法，塞尺（或塊規）和剛性靠棒對刀法，尋邊器對刀法，百分表對刀法。
（1）試切對刀法
試切對刀法即直接採用加工刀具進行對刀，這種方法操作簡單方便，但會在零件表面留下切削刀痕，影響零件表面質量且對刀精度較低。
圖1 所示，工件坐標系原點位於零件上表面的中心。刀具利用試切法先後定位到圖中的1、2 點，並分別記錄下此時CRT 顯示器中的「工具機坐標系」的X向坐標值X1、X2，則工件坐標系原點在工具機坐標系中的X向坐標值為（X1+X2）/2。用同樣的方法使刀具分別定位到3、4 點，並分別記錄下CRT顯示器中的「工具機坐標系」的Y向坐標值Y1、Y2，則工件坐標系原點在工具機坐標系中的Y向坐標值為（Y1+Y2）/2。
（2）剛性靠棒對刀法
剛性靠棒對刀法是利用剛性靠棒配合塞尺（或塊規）的一種對刀方法，其對刀方法與試切對刀法相似。首先將剛性靠棒安裝在刀柄中，移動工作檯使剛性靠棒靠近工件，並將塞尺塞入剛性靠棒與工件之間，再次移動工具機使塞尺恰好不能自由抽動為準，如圖2 所示。分別在工件的四個方向上進行對刀，計算出工件坐標系原點在工具機坐標系中的位置。這種對刀方法不會在零件表面上留下痕跡，但對刀精度不高且較為費時。
（3）尋邊器對刀法
常用的尋邊器有機械尋邊器和光電尋邊器，尋邊器對刀法與剛性靠棒對刀法相似。如圖3 所示，在使用機械尋邊器時要求主軸轉速設定在500r/min 左右，這種對刀法精度高、無需維護、成本適中；如圖4 所示，在使用光電尋邊器時主軸不轉，這種對刀法精度高, 需維護, 成本較高。在實際加工過程中考慮到成本和加工精度問題一般選用機械尋邊器來進行對刀找正。採用尋邊器對刀要求定位基準面應有較好的表面粗糙度和直線度, 確保對刀精度。
（4）百分表對刀法
該方法一般用在圓形零件的對刀，如圖5 所示，用磁力表座將百分表放置在工具機主軸端面上，調整磁力表座上的伸縮杆長度和角度，使百分表的觸頭接觸零件的圓周面（指針轉動約為0.2mm），用手慢慢旋轉主軸，使百分表的觸頭沿零件的圓周面轉動，觀察百分表指針的偏移情況。通過多次反覆調整工具機X、Y向，待轉動主軸一周時百分表的指針基本停止在同一個位置，其指針的跳動量在允許的對刀誤差範圍內，這時可以認定主軸的中心就是圓形零件的中心。
2.2 Z 向對刀
當對刀工具中心在X、Y方向上的對刀完成後，可以取下對刀工具，換上基準刀具，進行Z向對刀操作。零件的Z向對刀通常採用試切法、Z向對刀儀對刀和機外刀具預調+機內對刀。
（1）試切法對刀
Z向的對刀點通常都是以零件的上下表面為基準。若以零件的上表面為工件零點（Z=0），則在採用試切法對刀時，需移動刀具到工件的上表面進行試切，並記錄CRT顯示器中Z向的「工具機坐標值」，即為工件坐標系原點在工具機坐標系中的Z 向坐標值。
（2）Z向對刀儀對刀
Z向對刀儀對刀又稱為機內對刀，主要用於確定工件坐標系原點在工具機坐標系的Z 軸坐標，或者說是確定刀具在工具機坐標系中的高度。Z向對刀儀有光電式和指針式等類型，通過光電指示或指針判斷刀具與對刀器是否接觸，對刀精度一般可達0.005mm。Z向對刀儀帶有磁性表座，可以牢固地附著在工件或夾具上，其高度一般為50mm或100mm。圖6 所示為指針式Z向對刀儀。
（3）機外刀具預調+機內對刀
這種方法是先在工具機外利用刀具預調儀精確測量每把刀具的軸向尺寸，確定每把刀具的長度補償值，輸入刀具補正表。然後選用一把標準刀（最長或最短）在工具機上用Z向對刀儀進行Z向對刀，確定工件坐標系，在程序中由G43 或G44 調用刀具長度補償值，進行刀具的長度補償。
3、結束語
通過對幾種不同對刀方法的探討，可以讓工具機操作者根據現場情況靈活掌握不同零件的對刀方法，保證零件的加工精度，如圓形零件一般採用百分表找圓心、方形零件採用尋邊器對刀；加工精度要求高的採用對刀儀對刀，加工精度要求低的採用試切法對刀等。