刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃;焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上;机械夹固结构又有两种,一种是把刀片夹固在刀体上,另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构;瓷刀具都采用机械夹固结构。各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上;镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传递扭转力矩,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄;圆锥柄靠锥度承受轴向推力,并借助摩擦力传递扭矩;圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成,而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。在选择刀具的角度时,需要考虑多种因素的影响,如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等。吉林数控刀具推荐
陶瓷刀具的特点:
①硬度高、耐磨性能好:陶瓷刀具的硬度虽然不及PCD和PCBN高,但高于硬质合金和高速钢刀具,达到93~95HRA。陶瓷刀具可以加工传统刀具难以加工的高硬材料,适合于高速切削和硬切削。
②耐高温、耐热性好:陶瓷刀具在1200℃以上的高温下仍能进行切削。陶瓷刀具具有很好的高温力学性能,Al2O3陶瓷刀具的抗氧化性能特别好,切削刃即使处于赤热状态,也能连续使用。因此,陶瓷刀具可以实现干切削,从而可省去切削液。
③化学稳定性好:陶瓷刀具不易与金属产生粘接,且耐腐蚀、化学稳定性好,可减小刀具的粘接磨损。
④摩擦系数低:陶瓷刀具与金属的亲合力小,摩擦系数低,可降低切削力和切削温度。 阳江数控刀具高速钢刀具在制造孔加工刀具、铣刀、螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等一些刃形复杂刀具,高速钢仍占据主要地位。
在数控加工中心的铣削过程中,常用的刀具包括以下几种:平面铣刀(Flat End Mill):具有直径较大的刀头,适用于平面铣削和粗加工。常用于去除材料表面的大量余料,如平面面铣、开槽等操作。长颈刀具(Long Neck End Mill):具有细长的刀颈设计,适用于深度加工和壁面铣削。可用于加工深部孔口、腔体和壁面等,通过长颈刀具的延伸部分可以达到较深的切削深度。球头铣刀(Ball End Mill):刀头呈球形设计,适用于曲面铣削和雕刻加工。球头铣刀可以实现平滑的切削轮廓、圆弧和表面,常用于复杂曲面的加工。高铣刀(High Feed End Mill):具有特殊的切削几何结构,适用于高进给率和快速铣削。高铣刀通常采用大刀径,较少刀齿和大进给率的设计,可高效地进行快速铣削,提高生产效率。倒角刀(Chamfer Mill):用于加工零件边缘的斜角或倒角。倒角刀具可以改善零件的外观、避免锐角以及提供装配和涂覆的便利性。T型槽铣刀(T-Slot Cutter):用于加工槽道或T型槽。T型槽铣刀具有特殊的槽形设计,可实现准确、稳定的槽加工。
具有不同物理性能的刀具,如高导热和低熔点的高速钢刀具、高熔点和低热胀的陶瓷刀具、高导热和低热胀的金刚石刀具等,所适合加工的工件材料有所不同。加工导热性差的工件时,应采用导热较好的刀具材料,以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。金刚石由于导热系数及热扩散率高,切削热容易散出,不会产生很大的热变形,这对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说尤为重要。①各种刀具材料的耐热温度:金刚石刀具为700~8000℃、PCBN刀具为13000~15000℃、陶瓷刀具为1100~12000℃、TiC(N)基硬质合金为900~11000℃、WC基超细晶粒硬质合金为800~9000℃、HSS为600~7000℃。②各种刀具材料的导热系数顺序:PCD>PCBN>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>HSS>Si3N4基陶瓷>Al2O3基陶瓷。③各种刀具材料的热胀系数大小顺序为:HSS>WC基硬质合金>TiC(N)>Al2O3基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。④各种刀具材料的抗热震性大小顺序为:HSS>WC基硬质合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬质合金>Al2O3基陶瓷。数控加工具有高速、高效和自动化程度高的特点,数控刀具一般分为通用刀具、专’用刀具及某些特殊刀具。
由于数控刀具应用于数控机床,因此数控刀具的选择原则主要考虑以下几点:
①刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄;
②选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应;
③在进行自由曲面(模具)加工时,由于球刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般采用顶端密距,故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只要在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头刀。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本降低;
④在加工中心上,各种刀具分别装在刀库上,按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围,以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。 PCD刀具适合于对Al、Mg、Cu等有色金属材料及其合金和非金属材料的加工。吉林数控刀具推荐
数控刀具的选择还必须注意合理安排刀具的排列顺序。吉林数控刀具推荐
切削刀具材料与加工对象的化学性能匹配问题主要是指刀具材料与工件材料化学亲和性、化学反应、扩散和溶解等化学性能参数要相匹配。材料不同的刀具所适合加工的工件材料有所不同。
①各种刀具材料抗粘接温度高低(与钢)为:PCBN>陶瓷>硬质合金>HSS。
②各种刀具材料抗氧化温度高低为:陶瓷>PCBN>硬质合金>金刚石>HSS。
③各种刀具材料的扩散强度大小(对钢铁)为:金刚石>Si3N4基陶瓷>PCBN>Al2O3基陶瓷。扩散强度大小(对钛)为:Al2O3基陶瓷>PCBN>SiC>Si3N4>金刚石。 吉林数控刀具推荐