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數(shù)控機(jī)床刀具的正確使用 近年來，數(shù)控機(jī)床(CNC)、加工中心(MC)、柔性制造單元(FMC)和柔性制造(FMS)得到日益廣泛的應(yīng)用，使機(jī)械制造面貌發(fā)生了很大變化。作為加工系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，自動(dòng)化加工用刀具的正確設(shè)計(jì)與合理使用，對機(jī)床及自動(dòng)線的正常工作、提高生產(chǎn)效率及加工質(zhì)量均具有重要意義。 一、數(shù)控加工刀具的種類 數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)加工時(shí)間；加快換刀及安裝時(shí)間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。事實(shí)上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。 （一）從結(jié)構(gòu)上可分為 ①整體式 ②鑲嵌式 可分為焊接式和機(jī)夾式。機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位； ③減振式 當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時(shí)，為了減少刀具的振動(dòng)，提高加工精度，多采用此類刀具； ④內(nèi)冷式 切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部； ⑤特殊型式 如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等。 （二）從制造所采用的材料上可分為 ①高速鋼刀具 高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。 ②硬質(zhì)合金刀具 硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。 硬質(zhì)合金刀片按國際標(biāo)準(zhǔn)分為三大類：P類，M類，K類。 P類——適于加工鋼、長屑可鍛鑄鐵（相當(dāng)于我國的YT類） M類——適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等（相當(dāng)于我國的YW類） M-S類——適于加工耐熱合金和鈦合金 K類——適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金（相當(dāng)于我國的YG類） K-N類——適于加工鋁、非鐵合金 K-H類——適于加工淬硬材料 ③陶瓷刀具 ④立方氮化硼刀具 ⑤金剛石 （三）從切削工藝上可分為 ①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)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。 數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時(shí)通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。 常規(guī)車削刀具為長條形方刀體或圓柱刀桿。 方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它 們與機(jī)床刀盤之間的聯(lián)接是通過槽形刀架和套筒接桿來聯(lián)接的。在模塊化車削工具系統(tǒng)中，刀盤的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系統(tǒng)”。它既可以用于外圓車削又可用于內(nèi)孔鏜削，也適用于車削中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。 數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。 ②鉆削刀具 分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。 鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。因此它的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接（圓錐或圓柱聯(lián)接）等多種。 ③鏜削刀具 分粗鏜、精鏜等刀具。 鏜刀從結(jié)構(gòu)上可分為整體式鏜刀柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類。從加工工藝要求上可分為粗鏜刀和精鏜刀。 ④銑削刀具 分面銑、立銑、三面刃銑等刀具。 ●面銑刀（也叫端銑刀） 面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。 ●立銑刀 立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整體式和機(jī)夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。 ●模具銑刀 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和 圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。 ●鍵槽銑刀 ●鼓形銑刀 ●成形銑刀 （四）特殊型刀具 特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強(qiáng)力彈簧夾頭刀柄、可逆式（自動(dòng)反向）攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復(fù)合刀具和接桿類等。 二、刀具的選用與其使用 刀具的選用與其使用條件，式件材料和尺寸，斷屑及刀具和刀片的生產(chǎn)供應(yīng)等許多因素有關(guān)。如選用適當(dāng)不但能使機(jī)床發(fā)揮出應(yīng)有的效率，同時(shí)能提高加工質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。而且，刀具的結(jié)構(gòu)形式有時(shí)對工藝方案的擬定也起著決定性影響，因此必須慎重對待，綜合考慮。一般選擇原則如下： ?、贋榱颂岣叩毒叩哪陀枚群涂煽啃?。應(yīng)盡量選用各種高性能，高效率，長壽命的刀具材料制成的刀具，如使用各種超硬材料人造聚晶金剛石，金剛石壓層刀片，立方氮化硼cNB，cNB硬質(zhì)合金復(fù)合片等，高性能復(fù)合陶瓷，涂層刀具，硬質(zhì)合金層壓刀片是一種耐磨性，強(qiáng)度及沖擊韌性等綜合性能較好的硬質(zhì)合金刀片，它是在韌性較好的YG8合金基礎(chǔ)上，再壓一層厚度為0.2～0.5mm含Tic和Tac等稀有金屬碳化物的刀片和各種超硬高速鋼等。必須指出，基于目前我國現(xiàn)實(shí)防情況，有些新型刀片還處于過渡試制階段，性能不夠穩(wěn)定，所以通用型高速鋼w18Cr4V和W6M05Cr4V2與硬質(zhì)合金仍是我國制造數(shù)控刀具與自動(dòng)線刀具的主要材料，但應(yīng)盡量選用涂層牌號(hào)。而且使用之前刀片須經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，以避免一把刀具損壞而造成停機(jī)，甚至使整條自動(dòng)線不能工作。 ?、?應(yīng)選用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)行的可轉(zhuǎn)位車刀國家標(biāo)準(zhǔn)GB5343--85中的規(guī)定的刀具品種，因其刀尖位置精度要求較低刀尖到側(cè)基面允差和刀尖高度允差為一O.33-0.39mm，刀尖到后基面允差為一2.5-2.9mm，因此只適用于普通車床及帶有快換刀夾的數(shù)控車床。這是因?yàn)榈毒呱系都馕恢眠^大的制造誤差，可通過快換刀夾和刀具一起在機(jī)外預(yù)調(diào)時(shí)得到補(bǔ)償。如要求刀具不經(jīng)過預(yù)調(diào)使用如使用圓盤形或圓錐形刀架，則應(yīng)選用精密級(jí)可轉(zhuǎn)位車刀的刀尖位置精度可達(dá)±0.08mmX方向和Y方向，換刀后經(jīng)過試切補(bǔ)償修正，可滿足一般車削加下精度的要求。由于帶沉孔和后角刀片的刀具結(jié)構(gòu)簡單，通常只需用一個(gè)沉頭螺釘就可直接將刀片3壓緊在車刀刀桿上。它具有夾緊元件少，制造方便斷屑可靠，刀頭部分尺寸小，刀頭上無凸出部分，切屑流出不受阻礙等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)優(yōu)先采用，這可廣泛用于制造各種小尺寸的外圓車刀和端面車刀、內(nèi)孔鏜刀和鏜刀頭、可轉(zhuǎn)位鉆頭、叫轉(zhuǎn)位銑刀和三面銑刀等刀具上。 ?、?為了集中工序，提高生產(chǎn)率及保證加工精度，應(yīng)盡可能采用復(fù)合刀具。其中以孔加工復(fù)合刀具的使用最為普遍。 ④ 精加工孔時(shí)可采用鏜孔或鉸孔工藝。由于鏜刀結(jié)構(gòu)簡單，刃磨和調(diào)整方便，因此只要在鏜桿剛性足夠的條件下，應(yīng)盡量采用鏜刀。尤其是孔徑在大于80cm的孔，過小的孔不宜用鏜刀加工，不然由于鏜桿過細(xì)，會(huì)引起振動(dòng)而影響加工精度和表面粗糙度。 應(yīng)盡量采用各種高效刀具。如高剛性麻花鉆，鉆擴(kuò)四刃鉆，硬質(zhì)合金單刃鉸刀，精密微調(diào)鏜刀，波形刃立銑刀和熱管式刀具等。3幾種高效率數(shù)控自動(dòng)線刀具 在數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)線上，為提高鉆頭耐用度和生產(chǎn)率，國外大量使用高剛性麻花鉆。這種鉆頭在如下特點(diǎn)： 螺旋角大，可增大到35。一45。以降低切削力。 鉆芯厚度厚?？蓪@芯厚度由標(biāo)準(zhǔn)鉆的0.125-0.15D提高到0.3D，D為鉆頭直徑，以提高鉆頭的強(qiáng)度與剛性。 采用新的容屑槽形狀。鉆頭的剛性與容屑是兩個(gè)相互矛盾的問題，如用增加鉆芯厚度的方法來提高剛性，容屑的斷面就要減小，這樣會(huì)使排屑困難。所以必須采用新的容屑槽形狀。 由于鉸孔比鏜鉆孔更能保證孔的位置和形狀精度。所以數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)線上廣泛使用尺寸可微調(diào)和鑲裝刃頭的各種鏜刀桿。 三、 刀具安全使用 (一)、請不要在不合適的切削條件下使用。 請將產(chǎn)品目錄中所記載的切削條件表內(nèi)的參數(shù)作為新的加工工作開始時(shí)的大致標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榍邢鞫霈F(xiàn)異常的震動(dòng)或響聲時(shí)，請調(diào)整切削條件。 (二)、請不要使用磨損嚴(yán)重，有缺口的刀具。 連續(xù)地使用磨損嚴(yán)重、有缺口的刀具，會(huì)引起破損，在裝上刀具之前請先確認(rèn)刀具的損傷情況，并在合適的時(shí)候更換刀具或重新研磨。 （三）、請不要進(jìn)行反向使用 刀具通常是在向右旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下使用。如為向左旋轉(zhuǎn)，則會(huì)在包裝上加以提示，故請予確認(rèn)。 | 
發(fā)表于 2011-10-28 16:43:09
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