數(shù)控加工中刀具的選擇分析

竇慶華

摘 要：最近幾年，飛速前進(jìn)的數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)措施推動(dòng)了數(shù)控刀具構(gòu)造根基科學(xué)研究以及新商品的研究開發(fā)。全球各個(gè)大廠家制造的數(shù)控機(jī)床使用刀具類型、標(biāo)準(zhǔn)眾多，數(shù)量繁雜，時(shí)常讓人撲朔迷離，掌握不到要點(diǎn)。現(xiàn)在把相關(guān)數(shù)控刀具的科學(xué)技術(shù)普及學(xué)識(shí)以及最近幾年數(shù)控刀具物料、構(gòu)造、運(yùn)用等范疇核心簡(jiǎn)單的講述一下，方便使用優(yōu)異刀具措施為生產(chǎn)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控刀具分類；特點(diǎn)；選擇

1 數(shù)控刀具的分類

數(shù)控使用刀具能夠劃分為一般刀具以及模塊化刀具兩種。模塊化刀具不斷前進(jìn)。開展模塊化刀具的重要優(yōu)勢(shì)是降低換刀時(shí)停滯的時(shí)間，提升制造時(shí)間；增快換刀和裝置時(shí)間，提升少量制造的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)；提升刀具的規(guī)范化以及科學(xué)化水平；提升刀具的管制和柔性生產(chǎn)的程度；增加刀具的運(yùn)用效率，充分施展刀具功能；有用的消除刀具度量作業(yè)的停止?fàn)顩r，能夠使用線外預(yù)先調(diào)節(jié)。實(shí)際上，因?yàn)槟K刀具的前進(jìn)，數(shù)控刀具已經(jīng)發(fā)展了三大體系：車削、鉆削以及鏜銑刀具體系。

1.1 從構(gòu)造上能夠劃分為以下幾種

1.1.1 整體樣式。

1.1.2 鑲嵌樣式，能夠劃分為連接樣式以及機(jī)夾樣式。機(jī)夾樣式按照刀體構(gòu)造不一樣，能夠劃分為能夠轉(zhuǎn)位以及不能轉(zhuǎn)位。

1.1.3 減震樣式，如果刀具的作業(yè)臂長(zhǎng)和直徑比例過大時(shí)，為了降低刀具的震動(dòng)，提升制造精準(zhǔn)性，普遍使用這種刀具。

1.2 從生產(chǎn)所使用的物料上劃分

1.2.1 高速鋼所制刀具。高速鋼一般使用型坯物料，韌性和硬質(zhì)合金相比較好，在硬度、紅硬性以及耐磨上不如硬質(zhì)合金，如果生產(chǎn)硬度高的物料不能使用這種，也不能在快速切削中使用。在運(yùn)用前先由制造商自己刃磨并且比較便利，適合全部特別需求的不規(guī)范刀具。

1.2.2 硬質(zhì)合金所制刀具。這種刀具切削功能好，在數(shù)控車削中普遍運(yùn)用。其刀具是一系列具有規(guī)范型號(hào)的商品，詳細(xì)措施系數(shù)以及切削能力由制造刀具的廠商供應(yīng)。

1.3 從切削工序上可分為

車削刀具分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋、切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。

數(shù)控機(jī)床大多運(yùn)用規(guī)范的機(jī)夾能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的道具。機(jī)夾能夠轉(zhuǎn)動(dòng)道具的刀片以及刀體都有規(guī)范，制造刀片使用高速鋼、硬質(zhì)合金以及涂層硬質(zhì)合金制作。數(shù)控機(jī)床機(jī)夾能夠轉(zhuǎn)動(dòng)道具種類有外圓、內(nèi)圓、外螺紋、內(nèi)螺紋、切斷、孔加工道具。機(jī)夾能夠轉(zhuǎn)動(dòng)道具穩(wěn)固不重磨刀片情況大多使用螺絲、螺絲壓板、楔塊以及杠銷等構(gòu)造。數(shù)控機(jī)床運(yùn)用的刀具從其切削樣式能夠劃分為三種：中心孔類、端面切削、圓表面切削刀具。

2 數(shù)控加工刀具的特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床使用的刀具和一般機(jī)床使用的沒有什么本質(zhì)上的差距，為了能夠適應(yīng)高效率、多功能、快速換刀、實(shí)惠的宗旨，數(shù)控機(jī)床和一般機(jī)床使用的道具對(duì)比，數(shù)控使用的刀具要能夠符合裝置調(diào)節(jié)便利、剛性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、耐磨等需求，必須要擁有下面的特征。

2.1 刀片或刀具的耐用度及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性

現(xiàn)在制造上一般使用刀具是看其耐用程度來評(píng)價(jià)刀具優(yōu)劣。刀具越耐用，就代表此刀具性質(zhì)越好。不過切削同一類工件時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)用的刀具制造材料和元件材料質(zhì)量不會(huì)全部都一樣，還有刃磨品質(zhì)等不能夠全部嚴(yán)格操縱的要素，因此即使在一樣的環(huán)境下，刀具耐用性質(zhì)依舊是有差距的。所以在數(shù)控上，不僅要提供出刀具耐用程度的均衡數(shù)值，還要提供出刀具耐用度Tp。這是在選用刀具重要的系數(shù)。一般制定可靠度P值要在零點(diǎn)九及以上，就是百分之九時(shí)刀具切削時(shí)間是T零點(diǎn)九。探索證實(shí)，在耐用性的隨變量在正態(tài)狀況的過程中，假如耐用性的均衡值T當(dāng)做規(guī)范，刀具可靠性只有百分之五十。

2.2 刀具或刀片便于切削控制

刀具一定可以可靠的卷亦或者斷屑就是切削操縱。數(shù)控車床的全部裝備上，裝備著很多刀具，工作量大，產(chǎn)生的切屑多，所以，在切削造型金屬工件時(shí)，一定操縱切屑不會(huì)糾纏到刀具、零件和技術(shù)設(shè)備上，操縱切屑不會(huì)亂飛，確保工人安全，對(duì)工件的位置確定以及運(yùn)送、切削液噴注都沒有布朗作用，不會(huì)損壞已經(jīng)制造好的零件，方便打掃切屑，所以，使用斷屑?jí)K抑或卷屑槽，抑或使用間隙切削抑或震動(dòng)切削手段提升斷屑結(jié)果。

2.3 刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化

刀具應(yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對(duì)機(jī)床主軸的相對(duì)位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度。刀具切削部分的幾何尺寸變化要小，刀體刀桿和刀片反復(fù)裝卸也應(yīng)能保持精度穩(wěn)定。

2.4 刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化

刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化，使刀具應(yīng)能快速或自動(dòng)更換，并需有控制和調(diào)整尺寸的功能或具有刀具磨損的自動(dòng)補(bǔ)償裝置，以減少換刀調(diào)整的停機(jī)時(shí)間。

3 數(shù)控刀具的選擇

刀具的選擇是數(shù)控生產(chǎn)技術(shù)中的關(guān)鍵內(nèi)容之一，對(duì)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)功效有著作用，并且對(duì)工件的生產(chǎn)品質(zhì)也有直接作用。刀具的選取是在數(shù)控軟件的人機(jī)交互情況下開展的，要按照機(jī)床的制造性能、工件物料的性質(zhì)、生產(chǎn)順序、切削量還有一些別的有關(guān)要素準(zhǔn)確選擇刀具和刀柄。

因?yàn)閿?shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度和范疇在很大程度上比一般機(jī)床高，并且主軸輸出效率大，所以和以往生產(chǎn)方式對(duì)比，對(duì)數(shù)控生產(chǎn)刀具的需求就更高了，包含精準(zhǔn)性高、強(qiáng)度強(qiáng)、剛性優(yōu)、耐用性高，并且需要大小安穩(wěn)，裝置調(diào)節(jié)便利。這就需要刀具的構(gòu)造科學(xué)，幾何系數(shù)規(guī)范化、整體化。數(shù)控刀具是提升生產(chǎn)功效的重要基礎(chǔ)之一，是由需要生產(chǎn)的工件體型、物料性質(zhì)、夾具還有機(jī)床決定的刀具類型。要思考下面幾個(gè)部分：

（1）根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。綜合考慮金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。

（2）根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)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(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)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(shí)選用精加工淘汰下來的刀具，因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會(huì)影響精加工的加工質(zhì)量，但對(duì)粗加工的影響較小。

（3）根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長(zhǎng)徑比值小的刀具；選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。

（4）根據(jù)工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)選擇刀具。

正前角刀片：對(duì)于內(nèi)輪廓加工，小型機(jī)床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負(fù)前角刀片：對(duì)于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片。一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工常用55°、35°菱形和圓形刀片；在考慮到刀具能承受的切削用量前提下綜合機(jī)床剛性、功率等條件，加工大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。

恰當(dāng)適宜的選用數(shù)控刀具對(duì)數(shù)控制造功效、生產(chǎn)品質(zhì)以及生產(chǎn)費(fèi)用有很大的作用，所以要高度關(guān)注數(shù)控刀具的準(zhǔn)確選用以及科學(xué)運(yùn)用，讓它能夠提供更加優(yōu)秀的制造服務(wù)，充分施展數(shù)控制造的優(yōu)勢(shì)。

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