數控刀具的分類

   時間:2014-03-13 20:00:49
數控刀具的分類簡介
刀具種類很多,但到底要怎麼分類呢? 首先按工件加工表面的形式可分為五大類。包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等;孔加工刀具,包括鑽頭、擴孔鑽、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等;螺紋加……
數控刀具的分類正文
刀具種類很多,但到底要怎麼分類呢?
首先按工件加工表面的形式可分為五大類。包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等;孔加工刀具,包括鑽頭、擴孔鑽、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等;螺紋加工工具,包括絲錐、圓板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等;齒輪加工刀具,包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等;切斷刀具,包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。另外,還有組合刀具。
 其次按切削運動方式和相應的刀刃形狀,又可分為三類。通用刀具,如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鑽頭、擴孔鑽、鉸刀和鋸等;成形刀具,這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀,如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件,如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。
 各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上;鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上,藉助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩,如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
 帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄;圓錐柄靠錐度承受軸向推力,並藉助摩擦力傳遞扭矩;圓柱柄一般適用於較小的麻花鑽、立銑刀等刀具,切削時藉助夾緊時所產生的摩擦力傳遞扭轉力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼製成,而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。
刀具的工作部分就是產生和處理切屑的部分,包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結構要素。有的刀具的工作部分就是切削部分,如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等;有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分,如鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、內表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑,校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導刀具。
  刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結構是在刀體上做出切削刃;焊接結構是把刀片釺焊到鋼的刀體上;機械夾固結構又有兩種,一種是把刀片夾固在刀體上,另一種是把釺焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質合金刀具一般製成焊接結構或機械夾固結構;瓷刀具都採用機械夾固結構。
 在選擇刀具的角度時,需要考慮多種因素的影響,如工件材料、刀具材料、加工性質(粗、精加工)等,必須根據具體情況合理選擇。通常講的刀具角度,是指製造和測量用的標註角度在實際工作時,由於刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變,實際工作的角度和標註的角度有所不同,但通常相差很校製造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性,必要的抗彎強度、衝擊韌性和化學惰性,良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等),並不易變形。
 通常當材料硬度高時,耐磨性也高;抗彎強度高時,衝擊韌性也高。但材料硬度越高,其抗彎強度和衝擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和衝擊韌性,以及良好的可加工性,現代仍是應用最廣的刀具材料,其次是硬質合金。
聚晶立方氮化硼適用於切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等;聚晶金剛石適用於切削不含鐵的金屬,及合金、塑料和玻璃鋼等;碳素工具鋼和合金工具鋼現在只用作銼刀、圓板牙和絲錐等工具。
銑削刀具的種類及作用
本文將介紹一些如何有效使用不同形狀刀具的技巧。這裡談到的四種基本型刀具廣泛地使用於三維銑削和仿形銑削。
平頭銑刀
對於使用平頭立銑刀的認識中很重要的一點是在切削時產生的熱量很容易積聚在方的刀尖處。在高速銑削中,為了減緩切削產生熱量而導致的刀角磨損過快現象,切削速度也許不得不降低。在銑削淬硬金屬時,只有當刀尖不參與切削時才適合使用這種刀具。例如精銑平底零件的豎直側壁面。而在銑削未經熱處理的金屬時,典型應用包括豎直壁面的粗銑和精銑。
具有刀尖圓角的平頭立銑刀
加了刀尖圓角的方肩立銑刀可允許更高的切削速度,這是因為切削產生的熱量可擴散到刀具上更大的區域。和圓刀尖的平頭立銑刀一樣,這些刀具的典型應用包括未經熱處理金屬的豎直壁面粗銑和精銑。此外,該刀具還可用來精銑經熱處理的金屬豎直壁面,是否平底皆可。如果需加工成小圓弧時,也可使用該型刀具清根。
圓刀尖的平頭銑刀的另一應用是擺線加工。這是一種刀具路徑以固定圓弧半徑作連續擺線進給。尖角的平頭銑刀只能用於沒有底部的擺線加工,而圓刀尖的平頭銑刀則可進行各種切深的擺線加工。
圓鼻銑刀
圓鼻銑刀的外形與眾不同。不要將圓鼻銑刀和一種裝多個圓刀片的仿形銑刀相混淆。圓刀片仿形銑刀確實具有重要用途,但是由於有多個刀片,該類刀具並不具有圓鼻銑刀所具有的加工精度。牛鼻刀用於中等範圍的切削速度和相當高的切削載荷下粗銑加工型腔和型芯。而圓鼻銑刀更好的一個用途則是精銑加工平面,包括分型面。
球頭銑刀
在我看來,球頭銑刀是高速加工最為通用的刀具。球頭銑刀可用來粗加工任何型腔,型芯和三維形狀。它們也可用來對所有硬度範圍內的任何材料進行精加工。由於球形可使切削產生的熱量大面積吸收到刀具里,和其它刀具相比這種刀具允許更高的切削速度。它還允許更大的切深,因為在剛性高的時候球形刀具可使更大的切削力分量朝向主軸,而當剛性差時朝向側面。同樣的原因,降低刀具振動,進一步有助於控制熱量。假如將該類刀具在切削速度和切深方面的優勢結合起來考慮,球頭銑刀相比文章介紹的其他銑刀具有更高的金屬切削率對經熱處理的材料進行粗銑時,球頭銑刀往往是首選的刀具。如果需要小的圓角半徑,則可以隨後選用其他類型的刀具對角部進行清根。
在進行銑槽、銑型腔和銑加強筋時,經常會使用圓柱立銑刀,因為這種刀具的形狀似乎和這些特徵的每一種形狀相匹配。但其實,球頭銑刀也能勝任以上任務。打個比方,如果選用球頭銑刀來加工一條深槽(無論是通槽還是封閉槽),可採用淺斜坡銑削和等高線銑削等典型高速加工技術。通過這種方法加工槽比使用圓柱立銑刀進行銑削要快得多。還有,零件其它部分的側壁也許會具有更好的直線度和垂直度,而不象使用加長圓柱立銑刀彎曲通常導致的錐度。加強筋可使用相似的方法進行加工。

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