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數控機床刀具的正確使用 近年來，數控機床(CNC)、加工中心(MC)、柔性制造單元(FMC)和柔性制造(FMS)得到日益廣泛的應用，使機械制造面貌發生了很大變化。作為加工系統的一個重要組成部分，自動化加工用刀具的正確設計與合理使用，對機床及自動線的正常工作、提高生產效率及加工質量均具有重要意義。 一、數控加工刀具的種類 數控加工刀具可分為常規刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發展方向。發展模塊化刀具的主要優點：減少換刀停機時間，提高生產加工時間；加快換刀及安裝時間，提高小批量生產的經濟性；提高刀具的標準化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴大刀具的利用率，充分發揮刀具的性能；有效地消除刀具測量工作的中斷現象，可采用線外預調。事實上，由于模塊刀具的發展，數控刀具已形成了三大系統，即車削刀具系統、鉆削刀具系統和鏜銑刀具系統。 （一）從結構上可分為 ①整體式 ②鑲嵌式 可分為焊接式和機夾式。機夾式根據刀體結構不同，分為可轉位和不轉位； ③減振式 當刀具的工作臂長與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具； ④內冷式 切削液通過刀體內部由噴孔噴射到刀具的切削刃部； ⑤特殊型式 如復合刀具、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，韌性較硬質合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標準刀具。 ②硬質合金刀具 硬質合金刀片切削性能優異，在數控車削中被廣泛使用。硬質合金刀片有標準規格系列產品，具體技術參數和切削性能由刀具生產廠家提供。 硬質合金刀片按國際標準分為三大類：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、內孔、外螺紋、內螺紋，切槽、切端面、切端面環槽、切斷等。 數控車床一般使用標準的機夾可轉位刀具。機夾可轉位刀具的刀片和刀體都有標準，刀片材料采用硬質合金、涂層硬質合金以及高速鋼。 數控車床機夾可轉位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內圓刀具、內螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。 機夾可轉位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結構。 常規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 們與機床刀盤之間的聯接是通過槽形刀架和套筒接桿來聯接的。在模塊化車削工具系統中，刀盤的聯接以齒條式柄體聯接為多，而刀頭與刀體的聯接是“插入快換式系統”。它既可以用于外圓車削又可用于內孔鏜削，也適用于車削中心的自動換刀系統。 數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。 鉆削刀具可用于數控車床、車削中心，又可用于數控鏜銑床和加工中心。因此它的結構和聯接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯接、模塊式聯接（圓錐或圓柱聯接）等多種。 ③鏜削刀具 分粗鏜、精鏜等刀具。 鏜刀從結構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構和刀片機夾可轉位結構，刀齒材料為高速鋼或硬質合金，刀體為40Cr。 ●立銑刀 立銑刀是數控機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，它們可同時進行切削，也可單獨進行切削。結構有整體式和機夾式等，高速鋼和硬質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。它的結構特點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給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質合金制造。 ●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、強力彈簧夾頭刀柄、可逆式（自動反向）攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復合刀具和接桿類等。 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供應等許多因素有關。如選用適當不但能使機床發揮出應有的效率，同時能提高加工質量，降低生產成本。而且，刀具的結構形式有時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硬質合金復合片等，高性能復合陶瓷，涂層刀具，硬質合金層壓刀片是一種耐磨性，強度及沖擊韌性等綜合性能較好的硬質合金刀片，它是在韌性較好的YG8合金基礎上，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，基于目前我國現實防情況，有些新型刀片還處于過渡試制階段，性能不夠穩定，所以通用型高速鋼w18Cr4V和W6M05Cr4V2與硬質合金仍是我國制造數控刀具與自動線刀具的主要材料，但應盡量選用涂層牌號。而且使用之前刀片須經過嚴格檢驗，以避免一把刀具損壞而造成停機，甚至使整條自動線不能工作。 ?、?應選用機夾可轉位刀具的結構?，F行的可轉位車刀國家標準GB5343--85中的規定的刀具品種，因其刀尖位置精度要求較低刀尖到側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控車床。這是因為刀具上刀尖位置過大的制造誤差，可通過快換刀夾和刀具一起在機外預調時得到補償。如要求刀具不經過預調使用如使用圓盤形或圓錐形刀架，則應選用精密級可轉位車刀的刀尖位置精度可達±0.08mmX方向和Y方向，換刀后經過試切補償修正，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構簡單，通常只需用一個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點，因此應優先采用，這可廣泛用于制造各種小尺寸的外圓車刀和端面車刀、內孔鏜刀和鏜刀頭、可轉位鉆頭、叫轉位銑刀和三面銑刀等刀具上。 ③ 為了集中工序，提高生產率及保證加工精度，應盡可能采用復合刀具。其中以孔加工復合刀具的使用最為普遍。 ④ 精加工孔時可采用鏜孔或鉸孔工藝。由于鏜刀結構簡單，刃磨和調整方便，因此只要在鏜桿剛性足夠的條件下，應盡量采用鏜刀。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，會引起振動而影響加工精度和表面粗糙度。 應盡量采用各種高效刀具。如高剛性麻花鉆，鉆擴四刃鉆，硬質合金單刃鉸刀，精密微調鏜刀，波形刃立銑刀和熱管式刀具等。3幾種高效率數控自動線刀具 在數控機床和自動線上，為提高鉆頭耐用度和生產率，國外大量使用高剛性麻花鉆。這種鉆頭在如下特點： 螺旋角大，可增大到35。一45。以降低切削力。 鉆芯厚度厚?？蓪@芯厚度由標準鉆的0.125-0.15D提高到0.3D，D為鉆頭直徑，以提高鉆頭的強度與剛性。 采用新的容屑槽形狀。鉆頭的剛性與容屑是兩個相互矛盾的問題，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。所以數控機床和自動線上廣泛使用尺寸可微調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。 請將產品目錄中所記載的切削條件表內的參數作為新的加工工作開始時的大致標準。因為切削而出現異常的震動或響聲時，請調整切削條件。 (二)、請不要使用磨損嚴重，有缺口的刀具。 連續地使用磨損嚴重、有缺口的刀具，會引起破損，在裝上刀具之前請先確認刀具的損傷情況，并在合適的時候更換刀具或重新研磨。 （三）、請不要進行反向使用 刀具通常是在向右旋轉的狀態下使用。如為向左旋轉，則會在包裝上加以提示，故請予確認。 | 
發表于 2011-10-28 16:43:09
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