探究性教学的基本特征 数控刀具设计特征探究论文

数控刀具设计特征探究论文

数控刀具设计特征探究论文 摘要:分析了近几年来数控刀具的特点、刀具材料及结构,未来数控刀具的发 展趋势。

关键词:刀具;
刀具材料及结构;
未来发展趋势 一、数控刀具的设计 目前工具制造商正在制造直径为0.25英寸的此类钻头。带有0.5μm调整机 构的高速精密微调镗刀系统也已进入市场。对于高的金属去除率的钛金属类加工, 新开发的重切削立铣刀可安装多达72个可转位刀片。这种数控刀具在设计上通过 各个刀片的搭接提供各种变化多样的刀具螺旋角和轴向刃倾度。这种变化扰乱了 切削加工时的共振,从而可以无共振地进行深度的铣削加工。

二、数控刀具的的分类 (1)根据刀具结构可分为:整体式;
镶嵌式:采用焊接或机夹式连接,机 夹式又可分为不转位和可转位两种;
特殊型式:如复合式刀具,减震式刀具等。

(2)根据制造刀具所用的材料可分为:高速钢刀具;
硬质合金刀具;
金刚 石刀具;
其他材料刀具,如立方氮化氮化硼刀具,陶瓷刀具等。

(3)从切削工艺上可分为:车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切断、切槽 刀具等多种;
钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等;
镗削刀具;
铣削刀具等。

三、数控刀具的特点 数控刀具与普通机床上用的刀具实际没有多大区别,它们需具有以下特 点:
(1)刀具的切削性能必须稳定可靠高。

目前生产上通常用刀具耐用度来评定刀具的好坏。刀具耐用度愈大,表示 刀具切削性能愈好。但是切削一批相同的零件,由于使用的刀具材料及工件材质 不可能完全相同,再加上刃磨质量等一些不能完全严格控制的因素,所以即使在 相同条件下,刀具耐用度仍随机变动。因此在数控上,除应给出刀具耐用度的平 均值指标外,还应给出刀具的可靠指标Tp。它已成为选择刀具的关键性指标。通常是规定可靠度P≥0.9,即9%时刀具切削时间为T0.9。研究表明,当耐用度的随 机变量接近于正态分布时,如以耐用度的平均值T作为标准,刀具的可靠性只有 50%。

(2)可靠地断屑、排屑。

刀具必须能可靠地断屑或卷屑即切削控制。数控机床上每一工位设备上。

装置着许多刀具,切削量大,切屑多,因此,在切削塑性金属时,必须控制切屑 不缠绕在刀具,工件及工艺装备上,控制切屑不飞溅,保证操作者安全,不影响 切削液喷注,不影响零件的定位和输送,不划伤已加工表面,使切屑易于清理, 为此,采用卷屑槽或断屑块的刀具,或用间隙切削或振动切削措施提高断屑效果。

(3)应具有高的精度。

刀具切削部分的几何尺寸变化要小,刀体刀杆和刀片反复装卸也应能保持 精度稳定。

(4)快速更换及尺寸预调。

刀具应能快速或自动更换,并需有控制和调整尺寸的功能或具有刀具磨损 的自动补偿装置,以减少换刀调整的停机时间。

四、数控刀具的材料 (1)超硬材料领域。

金刚石(钎焊聚晶、单晶)各类刀具已迅速应用于高硬度、高强度、难加工 及有色金属切削加工行业中。表面改性涂层材料主要有:TiN、TiCN、TiALN、 等,将上述涂层材料用于各种机夹可转位刀片的表面改性涂层处理,满足高速、 高寿命切削加工高强度、高硬度等材质工件的生产技术不同要求。

(2)硬质合金材料领城。

(3)冶金高速钢材料领城 以改进制粉、热压工艺、添加微量元素创新的粉末冶金高速钢材料,制成 各种成形拉刀、高速滚刀、丝锥、波纹刃立铣刀等刀具,大量应用于轿车、摩托 车、航空发动机、汽轮机等制造行业,加工高强度、高硬度铸铁合金等合金材料工件。根据切削加工技术不同的要求,其表面分别配涂TiN、TiCN等涂层材料, 满足高速、高效、硬质精密机加工技术要求。

五、结语 从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为 导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,重点解决数控 刀具的材料,提高生产效率及加工质量,赢得市场。