31數(shù)控加工對刀具的要求

1、3.13.1數(shù)控加工對刀具的要求數(shù)控加工對刀具的要求311數(shù)控刀具在數(shù)控加工中的地位和作用數(shù)控刀具在數(shù)控加工中的地位和作用刀具技術(shù)和機(jī)床技術(shù)相結(jié)合，工件材料技術(shù)與刀具材料技術(shù)交替進(jìn)展，成為切削技術(shù)不斷向前發(fā)展的歷史規(guī)律，對推動切削技術(shù)的發(fā)展起著決定性作用。機(jī)床與刀具的發(fā)展是相輔相成、相互促進(jìn)的。在由機(jī)床、刀具和工件組成的切削加工工藝系統(tǒng)中，刀具是最活躍的因素。刀具切削性能的好壞取決于構(gòu)成刀具的材料和刀具結(jié)構(gòu)。切削加工生產(chǎn)率和刀具壽命的高

2、低、加工成本的多少、加工精度和加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣等，在很大程度上取決于刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)及其的合理選擇。隨著作為切削加工最基本要素的刀具材料迅速發(fā)展。各種新型刀具材料，其物理力學(xué)性能和切削加工性能都有了很大的提高，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。開發(fā)出了許多新型刀具材料的刀具，如聚晶金剛石刀具(PCD)、聚晶立方氮化硼刀具(PCBN)、CVD金剛石刀具、納米復(fù)合刀具、納米涂層刀具、晶須增韌陶瓷刀具、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金刀具、TiC(N)基硬質(zhì)合金刀具、

3、粉末冶金高速鋼刀具等。先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床加工設(shè)備只有與高性能的數(shù)控刀具相配合，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控刀具是指與這些先進(jìn)高效的數(shù)控機(jī)床相配套使用的各種刀具的總稱，是數(shù)控機(jī)床不可缺少的關(guān)鍵配套產(chǎn)品，數(shù)控刀具以其高效、精密、高速、耐磨、長壽命和良好的綜合切削性能取代了傳統(tǒng)的刀具。表311為傳統(tǒng)刀具與現(xiàn)代數(shù)控刀具的比較。表311傳統(tǒng)刀具與現(xiàn)代數(shù)控刀具的比較項目傳統(tǒng)切削刀具數(shù)控刀具刀具材料普通工具鋼、高速鋼、焊接硬質(zhì)合金等PC

4、D、PCBN、陶瓷、涂層刀具、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、TiCN基硬質(zhì)合金、粉末冶金高速鋼等刀具硬度低高被加工工件硬度低高，可對高硬材料實現(xiàn)“以車代磨”切削速度低加工鋼、鑄鐵，可轉(zhuǎn)位涂層刀片切削速度可達(dá)380m／min；加工鑄鐵，PCBN刀片切削速度可達(dá)1000—2000m／min；PCD刀具加工鋁合金，切削速度可達(dá)5000m／min或更高刀具消耗費用和金屬切除比較傳統(tǒng)高速鋼刀具約占全部刀具費用的65％，切除的切屑僅占總切屑的28％可轉(zhuǎn)位刀具、

5、硬質(zhì)合金刀具及超硬刀具占全部刀具費用的34％，切除的切屑占總切屑的68％刀具使用機(jī)一般金屬切削機(jī)床數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、流水線專機(jī)、柔3數(shù)控刀具應(yīng)具有高的精度數(shù)控刀具應(yīng)具有高的精度由于在數(shù)控加工生產(chǎn)中，被加工零件要求在一次裝夾后，完成其加工精度。因此，要求刀具借助專用精對刀裝置或?qū)Φ秲x，調(diào)整到所要求的尺寸精度后，再安裝到機(jī)床上應(yīng)用。這樣就要求刀具的制造精度要高。尤其在使用可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)的刀具時，刀片的尺寸公差、刀片轉(zhuǎn)位后刀尖空間位置

6、尺寸的重復(fù)精度，都有嚴(yán)格的精度要求。4數(shù)控刀具應(yīng)能實現(xiàn)快速更換數(shù)控刀具應(yīng)能實現(xiàn)快速更換數(shù)控刀具應(yīng)能與數(shù)控機(jī)床快速、準(zhǔn)確地接合和脫開，并能適應(yīng)機(jī)械手和機(jī)器人的操作，并且要求刀具互換性好、更換迅速、尺寸調(diào)整方便、安裝可靠，以減少因更換刀具而造成的停頓時間。刀具的尺寸應(yīng)能借助于對刀儀在機(jī)外進(jìn)行預(yù)調(diào)以減少換刀調(diào)整的停機(jī)時間?，F(xiàn)在的數(shù)控加工中心多采用自動換刀裝置。5數(shù)控刀具應(yīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化數(shù)控刀具應(yīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化數(shù)控刀具應(yīng)系列化、

7、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，盡量減少刀具規(guī)格，以利于數(shù)控編程和便于刀具管理：降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。應(yīng)建立刀具準(zhǔn)備單元，進(jìn)行集中管理，負(fù)責(zé)刀具的保管、維護(hù)、預(yù)調(diào)、配置等工作。6數(shù)控刀具大量采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具數(shù)控刀具大量采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具由于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具能滿足耐用、穩(wěn)定、易調(diào)和可換等要求，目前，在數(shù)控機(jī)床以及加工中心等設(shè)備上，廣泛采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具結(jié)構(gòu)。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具在數(shù)量已達(dá)到整個數(shù)控刀具的30％～40％。如圖311為可轉(zhuǎn)位車刀的刀頭。7數(shù)控