数控机床 加工中心
近几十年来,作为切削加工最基本风速的刀具材料得到了迅速发展,刀具结构形式也得到了极大丰富。数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具;同时“数控刀具”除切削用的刀片外,还包括刀杆和刀柄等附件。
2、刀具分类
数控刀具根据制造刀具所用的材料可分为:
(1) 超硬刀具
a、概述
所谓超硬材料是指人造金刚石和立方氮化硼(简称CBN),以及用这些粉末与结合剂烧结而成的聚晶金刚石(简称PCD)和聚晶立方氮化硼(简称PCB)等。超硬材料具有优良的耐磨性,主要运用于高速切削及难切削材料的加工。超硬刀具材料是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。
b、用途
PCD和PCBN刀具已广泛应用于机械加工的各个行业,用于汽车零部件的切削加工,用于牙科、骨科所用各种医疗器械工具,用于各种木材加工刀具和石材加工厂等等。
(2) 陶瓷刀具
a、概述
陶瓷刀使用精密陶瓷高压研制而成,故称陶瓷刀。
b、特点:
Ø 耐磨性好,可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料,因而可免除退火加工所消耗的电力;并因此也可提高工件的硬度,延长机器设备的使用寿命;
Ø 不仅能对高硬度材料进行粗、精加工,也可进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工;
Ø 陶瓷刀片切削时与金属摩擦力、亲合力小,切削不易粘接在刀片上.不易产生积屑瘤,并且化学稳定性好,加上可以进行高速切削。所以在条件相同时,工件表而粗糙度比较低;
Ø 刀具耐用度比传统刀具高几倍甚至几十倍,减少了加工中的换刀次数,保证被加工工件的小锥度和高精度;
Ø 耐高温,有较高的硬度,红硬性好。可在1 200℃下连续切削.所以陶瓷刀具的切削速度可以比硬质合金高很多。可进行高速切削或实现“以车、铣代磨”,切削效率比传统刀具高3-10倍,达到节约工时、电力、机床数30-70%或更高的效果;
Ø 氮化硅陶瓷刀具主要原料是氮和硅,用它代替硬质合金,可节约大量W、Co、Ta和Nb等重要的金属。
c、用途
陶瓷刀具主要应用于钢、铸铁及其合金和难加工材料的切削加工,可以用于超高速切削、高速切削和硬材料切削。
(3) 涂层刀具
a、概述
刀具涂层技术自问世以来,对刀具性能的改善和加工技术进步起着非常重要的作用,涂层技术将传统刀具涂覆一层薄膜后,刀具性能发生了巨大的变化。主要的涂层材料有:Tic、TiN、Ti(C,N)、TiALN、ALTiN等。
切削加工中使用的各种刀具,包括车刀、镗刀、钻头、铰刀、拉刀、丝锥、螺纹梳刀、滚压头、铣刀、成形刀具、齿轮滚刀和插齿刀等都可采用涂层工艺来提高它们的使用性能。
b、 特点:
Ø 表面硬度高,耐磨性好;
Ø 化学性能稳定,耐热耐氧化;
Ø 摩擦因、数小,热导率低;
Ø 提高了刀具的寿命、切削速度、加工精度、降低了刀具消耗费用。
c、 用途
涂层刀具可用于加工各种工件材料。对于各种碳素结构钢、合金结构钢、易切钢、工具钢、合金铸铁及铬不锈钢的高速精加工,一般精加工,以及从轻负荷到重负荷的粗加工,可优先选用涂层刀具。
(4) 硬质刀具
a、概述
硬质合刀具是数控加工刀具的主导产品,有的国家有90%以上的车刀和55%以上的铣刀都采用了硬质合金制造,而且这种趋势还在增加。硬质合金可分为普通硬质合金、细晶粒硬质合金和超晶粒硬质合金。按化学成分区分,可分为碳化钨基硬质合金和碳(氮)化钛基硬质合金。硬质合金在强度、硬度、韧性及工艺性方面具有优良的综合性能,几乎可用于任何材料的切削加工。
b、特点:
Ø 硬质合金具有硬度高、耐磨性、即使在500℃的温度下也基本保持不变,在1000℃时仍有很高的硬度;
Ø 具有的强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。
c、用途
硬质合金切削刀具在我国也已经成为加工企业所需的主力刀具,被广泛地应用在汽车及零部件生产、模具制造、航空航天等重工业领域,
(5) 高速钢刀具
a、概述
高速钢是一种加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢。高速钢刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能,在复杂刀具,尤其是制造孔加工刀具、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。
b、特点:
Ø 比普通刀具要坚韧,更容易切割金属材料;
Ø 相比硬度合金刀具来说,高速钢刀具强度高,能够承受更大的冲击力;
Ø 刃口锋利、切削轻快、切削中工件不易产生加工硬化,不锈钢、镍基合金和钛合金一类材料的加工中有其优势;
c、用途
高速钢刀具用于一般的有色金属,铸铁,碳钢,合金钢等等的切削。
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