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数控加工刀具可分为常规刀具和模块化刀具两大类。模块化刀具是发展方向。发展模块化刀具的主要优点:减少换刀停机时间,提高生产加工时间;加快换刀及安装时间,提高小批量生产的经济性;提高刀具的标准化和合理化的程度;提高刀具的管理及柔性加工的水平;扩大刀具的利用率,充分发挥刀具的性能;有效地消除刀具测量工作的中断现象,可采用线外预调。事实上,由于模块刀具的发展,数控刀具已形成了三大系统,即车削刀具系统、钻削刀具系统和镗铣刀具系统。
数控刀具的分类
(1)从结构上可分为
①整体式
②镶嵌式可分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同,分为可转位和不转位;
③减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时,为了减少刀具的振动,提高加工精度,多采用此类刀具;
④内冷式切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部;
⑤特殊型式如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。
(2)从制造所采用的材料上可分为
①高速钢刀具高速钢通常是型坯材料,韧性较硬质合金好,硬度、耐磨性和红硬性较硬质合金差,不适于切削硬度较高的材料,也不适于进行高速切削。高速钢刀具使用前需生产者自行刃磨,且刃磨方便,适于各种特殊需要的非标准刀具。
②硬质合金刀具硬质合金刀片切削性能优异,在数控车削中被广泛使用。硬质合金刀片有标准规格系列产品,具体技术参数和切削性能由刀具生产厂家提供。
硬质合金刀片按国际标准分为三大类:P类,M类,K类。
P类--适于加工钢、长屑可锻铸铁(相当于我国的YT类)
M类--适于加工奥氏体不锈钢、铸铁、高锰钢、合金铸铁等(相当于我国的YW类)
M-S类--适于加工耐热合金和钛合金
K类--适于加工铸铁、冷硬铸铁、短屑可锻铸铁、非钛合金(相当于我国的YG类)
K-N类--适于加工铝、非铁合金
K-H类--适于加工淬硬材料
③陶瓷刀具
④立方氮化硼刀具
⑤金刚石刀具
(3)从切削工艺上可分为
①车削机床刀具分外圆、内孔、外螺纹、内螺纹,切槽、切端面、切端面环槽、切断等。
数控车床一般使用标准的机夹可转位刀具。机夹可转位刀具的刀片和刀体都有标准,刀片材料采用硬质合金、涂层硬质合金以及高速钢。
人造聚晶金刚石(PCD)和人造聚晶金刚石与硬质合金复合刀片(PCD/CC)
PCD是在高温(约1800℃)、高压(5~6MPa)下,利用钴等金属结合剂将许多金刚石单晶粉聚晶成多晶体材料,其硬度虽稍低于单晶金刚石,但它是随机取向的金刚石晶粒的聚合,属各向同性,用作切削刀具时可以任意取向刃磨,无需像天然金刚石那样必须选用最佳的解理面作为前刀面。在切削时,切削刃对意外损坏很不敏感,抗磨损能力也较强,可长时间保持锋利的切削刃,加工时可采用很高的切削速度和较大的背吃刀量(吃深),使用寿命一般高于WC基硬质合金刀具10~500倍,而且由於PCD中金属结合剂具有导电性,使得PCD便于切割成形,且原料来源丰富,其价格只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一,已成为传统WC基硬质合金刀具的高性能替代品。
为提高PCD刀片的韧性和可焊性,以硬质合金为基底,在其表面烧结或压制一层0.5~1mm厚的PCD而组成金刚石复合刀片(PCD/CC)。PCD/CC可用焊或机夹方式制作刀具。由于其可焊性好,重磨容易,成本低,故应用广泛。须指出的是,PCD和PCD/CC刀具的刃口锋利性和加工表面质量均不如单晶金刚石,同时其可加工性差,磨削比小,难以根据刀头的几何形状任意成形,至今还不能方便地制造带断屑槽可转位刀片和立铣刀等几何形状复杂的产品。