數(shù)控刀具刀片是現(xiàn)代金屬切削加工的核心工具,主要用于車削、銑削、切斷切槽及螺紋加工等領域。
核心特點
?率?:相比傳統(tǒng)焊接刀片,數(shù)控刀片加工效率提升4倍以上。 ?
?耐磨性?:采用涂層、金屬陶瓷等材料,顯著提升耐磨與耐高溫性能。 ?
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數(shù)控刀片可根據(jù)刀具結構可分為:
整體式:刀具為一體,由一個坯料制造而成,不分體;
焊接式式:采用焊接方法連接,分刀頭和刀桿;
機夾式:機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種;通常數(shù)控刀具采用機夾式!
特殊型式:如復合式刀具,減震式刀具等。
根據(jù)制造刀具所用的材料可分為:
高速鋼刀具;
硬質合金刀具;
金剛石刀具;
其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。
從切削工藝上可分為
車削刀具,分外圓、內孔、螺紋、切斷、切槽刀具等多種;
鉆削刀具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等;
鏜削刀具;
銑削刀具等
制造數(shù)控刀具的材料具有很高的高溫硬度和耐磨性,必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性,良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等),并不易變形。
通常當材料硬度高時,耐磨性也高;抗彎強度高時,沖擊韌性也高。但材料硬度越高,其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性,以及良好的可加工性,現(xiàn)代仍是應用廣的刀具材料,其次是硬質合金。
聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等;聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬,及合金、塑料和玻璃鋼等;碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具
硬質合金可轉位刀片現(xiàn)在都已用化學氣相沉積法涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質合金刀具,也可用于高速鋼刀具,如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質涂層作為阻礙化學擴散和熱傳導的障壁,使刀具在切削時的磨損速度減慢,涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1~3倍以上。
由于在高溫、高壓、高速下,和在腐蝕性流體介質中工作的零件,其應用的難加工材料越來越多,切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為了適應這種情況,刀具的發(fā)展方向將是發(fā)展和應用新的刀具材料;進一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術,在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層,更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾;進一步發(fā)展可轉位刀具的結構;提高刀具的制造精度,減小產品質量的差別,并使刀具的使用實現(xiàn)佳化。
數(shù)控刀具材料大致分如下幾類:高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。
這里主要提下陶瓷,陶瓷用于切削刀具的時間比硬質合金早,但由于其脆性,發(fā)展很慢。但自上世紀70年代以后,還是得到了比較快的發(fā)展。陶瓷刀具材料主要有兩大系,即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具,具有成本低、硬度高、耐高溫性能好等優(yōu)點,有很好的前景。
?數(shù)控刀具的主要分類體系?
?1. 按加工方式分類?
這是核心的分類方式,直接關聯(lián)刀具的工藝用途:
?車削刀具?:外圓車刀(主偏角分95°、45°等)、內孔車刀、螺紋車刀、切槽刀等,用于車床加工回轉體零件。??
1??
2
?銑削刀具?:立銑刀(平面/輪廓加工)、球頭銑刀(復雜曲面)、面銑刀(大面積平面)等,適用于銑床多維加工。
?孔加工刀具?:麻花鉆(鉆孔)、鉸刀(精加工孔)、鏜刀(精密內孔修正)等。?
?螺紋刀具?:絲錐、板牙、螺紋車刀等,于內外螺紋加工。??
?齒輪刀具?:滾刀、插齒刀等,用于齒輪齒形成型。??
?拉刀?:加工內/外表面,適用于大批量生產。??
按刀具材料分類?
材料決定刀具的硬度、耐熱性等性能:
?高速鋼刀具?:通用性強,適合粗加工和半精加工。??
?硬質合金刀具?:主流數(shù)控刀具,耐磨性好,適用鑄鐵、鋼材等。??
?金剛石刀具?:分天然/PCD/CVD三類,用于有色金屬和非金屬超精密加工。??
?立方氮化硼(CBN)刀具?:耐高溫,適合淬硬鋼等黑色金屬。??
?陶瓷刀具?:高硬度但脆性大,適用于高溫合金加工。??