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數(shù)控刀具與普通刀具的區(qū)別
數(shù)控刀具和普通刀具的主要區(qū)別在以下幾個(gè)方面:
1、高精度的制造質(zhì)量
為穩(wěn)定加工出高精度的零件表面,因而對(duì)刀具(包括刀具零件)制造在精度、表面粗糙度、形位公差等方面提出了比普通刀具更嚴(yán)格的要求,特別是可轉(zhuǎn)位刀具,為確保刀片刀尖(切削刃)在轉(zhuǎn)位后尺寸的重復(fù)精度,刀體刀槽和定位零件等關(guān)鍵部位的尺寸和精度、表面粗糙度必須嚴(yán)格給予保證,同時(shí)為便于刀具在對(duì)刀儀的對(duì)刀和尺寸測(cè)量,基面加工精度也應(yīng)保證。
2、刀具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
先進(jìn)的刀具結(jié)構(gòu)能大大提高切削效率,如高速鋼數(shù)控銑削刀具在結(jié)構(gòu)上已較多采用波形刃和大螺旋角結(jié)構(gòu),硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具則采用了內(nèi)冷卻、刀片立裝式、模塊可換和可調(diào)式結(jié)構(gòu),而如內(nèi)冷卻結(jié)構(gòu),則是一般普通機(jī)床無法應(yīng)用的。
3、刀具優(yōu)等材料的廣泛應(yīng)用
為延長了刀具使用壽命,提高刀具強(qiáng)度,很多數(shù)控刀具的刀體材料都采用了高強(qiáng)度合金鋼,并進(jìn)行熱處理(如氮化等表面處理),使其能適用于大切削用量,且刀具壽命也得以顯著提高(普通刀具一般采用的是經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的中碳鋼)。
4、合理斷屑槽的選用
數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的刀具對(duì)斷屑槽有嚴(yán)格的要求。加工時(shí),刀具不斷屑則機(jī)床無法正常工作(有些數(shù)控機(jī)床、切削是在封閉的狀態(tài)下進(jìn)行),因此不論數(shù)控車、銑、鉆或鏜床,刀片都優(yōu)選了針對(duì)不同加工材料和工序的合理斷屑槽型,使切削時(shí)能得到穩(wěn)定斷屑。
5、表面的涂層處理
表面涂層技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展主要因數(shù)控刀具的出現(xiàn)和發(fā)展而生。由于涂層能顯著提高刀具硬度、減小摩擦、提高切削效率和使用壽命,所以在各類硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位數(shù)控刀具的80%以上都采用了涂層技術(shù)。
在選擇數(shù)控機(jī)床加工定制刀具時(shí),還應(yīng)考慮以下幾方面的問題
(1)數(shù)控刀具的類型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)能夠滿足加工要求,刀具材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)。
(2)切削性能好。為適應(yīng)刀具在粗加工或?qū)﹄y加工材料的工件加工時(shí)能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給量,刀具應(yīng)具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同時(shí),同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定,以便實(shí)現(xiàn)按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。
(3)精度高。為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動(dòng)換刀等要求,刀具必須具有較高的精度,如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度高達(dá)0.005mm。
(4)可靠性高。要保證數(shù)控加工中不會(huì)發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行,要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強(qiáng)的適應(yīng)性。
(5)耐用度高。數(shù)控加工的刀具,不論在粗加工或精加工中,都應(yīng)具有比普通機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度,以盡量減少更換或修磨刀具及對(duì)刀的次數(shù),從而提高數(shù)控機(jī)床的加工效率和保證加工質(zhì)量。
(6)斷屑及排屑性能好。數(shù)控加工中,斷屑和排屑不像普通機(jī)床加工那樣能及時(shí)由人工處理,切屑易纏繞在刀具和工件上,會(huì)損壞刀具和劃傷工件已加工表面,甚至?xí)l(fā)生傷人和設(shè)備事故,影響加工質(zhì)量和機(jī)床的安全運(yùn)行,所以要求刀具具有較好的斷屑和排屑性能。
機(jī)械加工企業(yè)離不開非標(biāo)刀具
機(jī)械加工過程中經(jīng)常會(huì)碰到一些難以用標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工的情況,比如:工件進(jìn)行過熱處理硬度增大;工件為不銹鋼材質(zhì)等非常容易粘刀;工件的表面幾何形狀十分復(fù)雜等等,這時(shí)標(biāo)準(zhǔn)刀具無法滿足加工需要,要使用非標(biāo)刀具才能取得更佳的加工效果。
非標(biāo)刀具需要定制,價(jià)值較高,而且非標(biāo)刀具的定制有很多注意事項(xiàng),機(jī)械加工企業(yè)要心里有數(shù),不是隨便什么制作方案都可以的。
機(jī)械加工定制刀具分類及如何選擇使用
在選擇刀具的角度時(shí),需要考慮多種因素的影響,如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)等,必須根據(jù)具體情況合理選擇。通常講的刀具角度,是指制造和測(cè)量用的標(biāo)注角度在實(shí)際工作時(shí),由于刀具的安裝位置不同和切削運(yùn)動(dòng)方向的改變,實(shí)際工作的角度和標(biāo)注的角度有所不同,但通常相差很小。
制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性,必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和化學(xué)惰性,良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等),并不易變形。
通常當(dāng)材料硬度高時(shí),耐磨性也高;抗彎強(qiáng)度高時(shí),沖擊韌性也高。但材料硬度越高,其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性,以及良好的可加工性,現(xiàn)代仍是應(yīng)用較廣的刀具材料,其次是硬質(zhì)合金。
硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片現(xiàn)在都已用化學(xué)氣相沉積法涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具,也可用于高速鋼的刀具,如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)的障壁,使刀具在切削時(shí)的磨損速度減慢,涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1~3倍以上。