以数控车床为例,数控车床主要用于回转表面的加工,如内外圆柱面。圆锥面、圆弧面、螺纹等的切削加工,
数控刀具主要是指数控车床、数控铣床、加工中心等机床上所使用的刀具,数控机床加工时都必须采用数控刀具,随着数控机床结构、功能进展,现代数控机床所使用的刀具不是普通机床所采用的那样“一机一刀”的模式,而是多种不同类型的刀具同时在数控机床的主轴上(刀盘上)轮换使用,以达到自动换刀的目的,因此对“刀具”的含义应理解为“数控刀具系统”。数控刀具按不同的分类方式可分成以下几类:
一:数控刀具从结构上可分为以下几类:
1.整体式: 由整块材料磨制而成,使用时可根据不同用途将切削部分修磨成所需要形状。
2.镶嵌式: 它分为焊接式和夹式,机夹式又根据刀体结构的不同,可分为不转位和可转位两种。
3.减振式:当刀具的工作臂长长度大于直径的4倍时,为了减少刀具的振动,提高加工精度,所采用的一种特殊结构的刀具,主要用于镗孔。
4.内冷式。刀具的切削液通过机床主轴或刀盘传递到刀体内部由喷孔喷射到切削刃部位
5.特殊形式。包括强力夹紧,可逆攻螺纹、复合刀具等。
二:数控刀具从制造所采用的材料上可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼刀具、聚晶金刚刀具等。
三:数控刀具从切削工艺上可分为:
1.车削刀具。有外圆车刀、内孔车刀、端面车刀、切槽刀、螺纹车刀、成形车刀等
2.铣削刀具。有面铣刀、立铣刀、键槽刀、模具铣刀、成形铣刀等刀具。
3.孔加工刀具。有普通麻花钻、可转位浅孔钻、扩孔钻、铰刀、丝锥、单刃镗刀。双刃镗刀、多刃镗刀组合镗刀等。
根据数控机床刀具系统的发展,可分为整体式刀具和模块式刀具系统。发展模块化刀具的主要优点是:减少换刀时间和刀具的安装次数,缩短生产周期,提高生产效率,促使刀具向标准化和系列化发展:便于提高刀具的生产管理及柔性加工的水平:扩大刀具的利用率。充分发挥刀具的性能,减少用户刀具的储备量。
刀具系统的发展明显趋向模块化,目前数控刀具逐渐形成了两大系统,及车削刀具系统和铣镗类刀具系统,国际上有一种将车削刀具系统与镗铣类刀具系统合为一体的模块化链接系统,在美国,为了降低刀具的制造成本,使其更适合用于数控机床,以降低金属切削成本。
合金类刀具:K类硬质合金由碳化钨(WC)和钴(Co0组成,抗弯强度和韧性好,是用于加工铸铁,硬青铜等脆性材料或冲击很大的场合。此类合金与钢的粘结温度较低(640°C左右)与钢摩擦时,其耐磨性较差。因此不能切削钢件,但在切削难加工材料或振动较大的特殊情况时,由于切削速度不高,而对刀具强度和韧性要求较突出,采用K类合金比较合适。
K类合金的牌号有YG3、YG6、YG8等,牌号中的数字表示钴含量的百分比,其余为碳化物。合金中含钴量较多的(如YG8)其硬度较低,而韧性好,适合于粗加工。含钴量较少的(如YG3)其硬度、耐磨性和耐热性较高,适用于精加工。
P类硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成。这类合金的耐磨性和抗粘附性好,能承受较高的切削温度,适用于加工钢或其他韧性较大的塑性金属。但由于它较脆,不耐冲击,因此不能加工脆性金属。P类硬质合金有YT5、YT5、YT30等。牌号中的数字表示碳化钛含量的百分数。合金中碳化钛含量较少者,含钴量多(如YG5)抗弯强度高,较能接受冲击,适于粗加工。反之,适于精加工。
YW类合金是P类合金中添加少量碳化钽或碳化铌而形成。他的抗弯强度、冲击韧性以及与钢的粘结温度均高于P类合金,使之既可以加工铸铁、有色金属,又可以加工碳素钢、合金钢。常用牌号有YW1、YW2。它主要加工高温合金、高锰钢、不锈钢以及可锻铸铁、合金铸铁等难加工材料。
各种用途的刀具磨法都不一样,需要在实践中不断摸索,总之,脆性金属刀具后角小,韧口可以厚一点,一般不磨卷屑槽。塑性金属要磨出卷屑槽(也叫断屑槽)后角适当磨大一些,以减小摩擦。
不过,随着数控机床的普及,机械夹固式刀具的大范围使用,这种手工刃磨的刀具势必越来越少使用,最终被淘汰。