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·數控加工快速鉆等刀具簡介

                                   數控加工快速鉆等刀具簡介


    一,數控刀具的主要種類及特點


    數控加工刀具是指用于數控車床、數控銑床、加工中心等數控機床上加工的刀具快速鉆

噴水鉆、立銑刀桿、精鏜刀、粗鏜刀、面銑刀盤、數控刀粒、沉頭刀、麻花鉆頭、數控刀

柄、除數控磨床和數控電加工機床以外,其余數控機床都必須采用數控加工刀具。從現實

情況看,對“數控機床加工刀具一應該從廣義角度來理解。隨著數控機床結構、功能的發

展,現在數控機床所使用的刀具,不是普通機床所采用的“一機一刀”的模式,而是多種

不同類型的刀具同時在數控機床上輪換使用,從而達到自動換刀的目的。因此,對“刀具”

的含義應理解為“數控工具系統“數控加工刀具發展到現在,品種較多并已形成系列,是

影響數控機床發展的主要因素之一。


    1.數控加工常用刀具的種類及特點


    數控加工刀具必須適應敦控機床毫速、高效和自動化程度高的特點,一般應包括通用刀

具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要連接刀具并裝在機床動力頭上,因此已逐漸標準

化和系列化。


    2.數控加工刀具的分類


    數控加工刀具按不同的分類方法可分成以下幾類。

    (l)按刀具結構分類

    1)整體式  由整塊材料磨制而成。使用時根據不同用途將切削部分磨成所需形狀。其

優點是結構簡單,使用方便、可靠,更換迅速。

    2)鑲嵌式  分為焊接式和機夾式。機夾式又可根據刀體結構的不同,分為不轉位刀具

a)整體式刀具 b)焊刃式鎢鋼銑刀  c)減振式刀具    d)機夾式刀具

    e)內冷合金鉆頭   f)復合孔加工刀具  g)復合餃刀

    3)減振式  當刀具的工作長度與直徑比大于4時,為了減小刀具的振動,提高加工精

度,應該采用特殊結構的刀具。這種刀具主要應用在鏜孔加工上。

    4)內冷式  刀具的切削液通過機床主軸或刀盤流到刀體內部,并從噴孔噴射到刀具切

削刃部位。

    5)特殊式  特殊型刀具有可逆攻螺紋刀具、復合刀具等。

    現代數控機床的刀具主要采用整體硬質合金或不重磨機夾可轉位刀具。

    (2)按制造材料分類

    1)高速鋼刀具  高速鋼通常是型坯材料,韌性較硬質合金好,硬度、耐磨性和熱硬性

較硬質合金差,不適于切削硬度較高的材料,也不適于進行高速切削。高速鋼刀具使用

前需生產者自行刃磨,且刃磨方便,適于各種特殊需要的非標準刀具。

    2)硬質合金刀具  硬質合金刀片切削性能優異,在數控車削中被廣泛使用。硬質合金

刀片有標準規格系列產品,具體技術參數和切削性能由刀具生產廠家提供。

    硬質合金刀片按國際標準分為三大類:P類,M類,K類。

    P類——適于加工鋼、長屬可鍛鑄鐵(相當于我國的YT類)。

    M類——適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等(相當于我國的

Y W類)。

    M.S類——適于加工耐熱合金和鈦合金。

    K類——適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金(相當于我國的YG類)。

    K.N類——適于加工鋁、非鐵合金。

    K.H類——適于加工淬硬材料。

    3)陶瓷刀具  具有氯化鋁(Al2 O3)基和氮化硅(Si3 N4)基兩大類,具有工效高、使用壽命

長和加工質量好等特點。

隨著現代陶瓷刀具材料性能的不斷改進,今后藝將與涂層硬質合金刀具、金剛石和CBN等

超硬刀具一起成為高速加工用的三種主要刀具。

    4)立方氰化硼刀具  立方氮化硼和陶瓷材料一樣屬于非金屬材料。聚晶立方氰化硼是

有立方氮化硼單晶徽粉加入一定的結合劑在高溫高壓下燒結而成,分復合片和整體片兩種。

復合片是以硬質合金為底襯,上面燒結一層聚晶氮化硼,此種刀片只適用于精加工;而整體

刀片則是采用CBN徽粉整體燒結而成的塊狀材料,經刃磨而形成刀片,它的主要用途在于

粗加工,也可用于精加工。它廣泛使用于切削淬火鋼、工具鋼、冷硬鑄鐵、高烙鑄鐵、(Cr27)、

硬鎳鑄鐵、白口鐵等高硬度難加工材料。

    5)聚晶金剛石刀具  具有硬度高、抗壓強度高、導熱性及耐磨性好等特性,可在高速

切削中獲得很高的加工精度和加工效率。

    (3)按切削工藝分類

    1)車削刀具  有外圓車刀、端面車刀、內孔車刀和成形車刀等(見圖1-23)。

    數控車床一般使用標準的機夾可轉位刀具。機夾可轉位刀具的刀片和刀體都有標準,刀

片材料采用硬質合金、涂層硬質合金以及高速鋼。

    數控車床機央可轉位刀具類型有外圈刀具、外螺紋刀具、內圓刀具、內螺紋刀具、切斷

刀具、孔加工刀具(包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等)。

  機夾可轉位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結構。

  常規車削刀具為長條形方刀體或圈柱刀桿。方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊圃方式固

定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它們與機床刀盤之間是通過槽形刀架和套筒接桿

來聯接的。在模塊化車削工具系統中,刀盤的聯接以齒條式柄體聯接為多,而刀頭與刀體的

聯接是“插入快換式系統”。它既可以用于外圓車削又可用于內孔鏜削,也適用于車削中心

的自動換刀系統。

    數控車床使用的刀具從切削方式上分為三類:圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔

類刀具。

    2)孔加工刀具

    ①鉆削刀具  分為用于鉆削小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等刀具。

    鉆削刀具可用于數控車床、車削中心,又可用于數控鏜銑床和加工中心。因此,它的結

構和聯接形式有多種。常用的有直柄、錐柄、套式等結構形式,聯接方式有螺釘固定、螺紋

聯接、模塊式聯接(圓錐或圓柱聯接)等。

    ②健削刀具主要分粗健、精鏜,有單刃鏜刀、多刃鏜刀和多刃組合鏜刀等。

    鏜刀從結構上可分為整體式鏜刀柄、模塊式筐刀柄和鏜頭類。從加工工藝要求上可分為

粗鏜刀和精鏜刀。

    3)銑削刀具  有面銑刀、盤銑刀、立銑刀、球頭銑刀和成形銑刀等。

    ①面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃,端部切削刃為副切削刃。面銑刀多倒成套

式鑲齒結構和刀片機夾可轉位結構,刀齒材料為高速鋼或硬質合金,刀體為40Cr,廣泛用

于加工平面類零件。

    ②立銑刀是數控機床上用得多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃,

它們可同時進行切削,也可單獨進行切削。結構有整體式和機夾式等,高速鋼和硬質合金是

銑刀工作部分的常用材料。

    ③球頭銑刀適用于加工空間曲面零件,有時也用于平面類零件較大的轉接凹圓弧的補

加工。

    ④鼓形銑刀  鼓形銑刀的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上,靖面無切削刃。加工時

控制刀具上下位置,相應該面切削刃的切削部位,可以在工件上切出從負到正的不同斜角。

R越小,鼓形銑刀所能加工的斜角范圍越廣。

    ⑤成形銑刀  成形銑刀一般郝是為特定的工件或加工內容專門設計制造的,適用于加

工平面類零件的特定形狀(如角度面、凹槽面等),也適用于銑削特形孔或臺。

    ⑥盤銑刀  一般采用在盤狀刀體上機央刀片或刀頭組成,常用于銑削較大的平面。


  二、數控加工對刀具的要求


  為適應數控機床加工精度高、加工效率高、加工工序集中以及零件裝夾次數少的要求,

數控機床對所用絲刀具相對于普通金屬切削刀具又有以下許多性能上的要求。

    1)刀片及刀柄要通用化、規格化、系列化。

    2)刀片或刀具壽命及經濟壽命指標要合理。

    3)刀具或刀片幾何參數和切削參數要規范化、典型化。

    4)刀片或刀具材料及切削參數與被加工材料之間要相匹配。

    5)刀具應具有較高的精度,包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機床主軸的相對位置

精度、刀片及刀柄的轉位及拆裝的重復精度。

    6)刀柄的強度要高,剛性及耐磨性要好。

    7)刀柄或工具系統的裝機重量有限度。

    8)刀片及刀柄切人的位置和方向有要求。

    9)刀片、刀柄的定位基準及自動換刀系統要優化。

    數控機床上用的刀具應滿足安裝調整方便、剛性好、精度高、壽命長等要求。

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