數(shù)控刀具的現(xiàn)狀及發(fā)展探討

魏　屹

摘要：分析了近幾年來數(shù)控刀具的特點、刀具材料及結(jié)構(gòu)，未來數(shù)控刀具的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：刀具；刀具材料及結(jié)構(gòu)；未來發(fā)展趨勢

中圖分類號：TD404文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198(2009)12-0283-01

1數(shù)控刀具的設(shè)計

目前工具制造商正在制造直徑為0.25英寸的此類鉆頭。帶有0.5μm調(diào)整機構(gòu)的高速精密微調(diào)鏜刀系統(tǒng)也已進入市場。對于高的金屬去除率的鈦金屬類加工，新開發(fā)的重切削立銑刀可安裝多達(dá)72個可轉(zhuǎn)位刀片。這種數(shù)控刀具在設(shè)計上通過各個刀片的搭接提供各種變化多樣的刀具螺旋角和軸向刃傾度。這種變化擾亂了切削加工時的共振，從而可以無共振地進行深度的銑削加工。

2數(shù)控刀具的的分類

(1)根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式；鑲嵌式：采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；特殊型式：如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。

(2)根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化氮化硼刀具，陶瓷刀具等。

(3)從切削工藝上可分為：車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切斷、切槽刀具等多種；鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；鏜削刀具；銑削刀具等。

3數(shù)控刀具的特點

數(shù)控刀具與普通機床上用的刀具實際沒有多大區(qū)別，它們需具有以下特點：

(1)刀具的切削性能必須穩(wěn)定可靠高。

目前生產(chǎn)上通常用刀具耐用度來評定刀具的好壞。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質(zhì)不可能完全相同，再加上刃磨質(zhì)量等一些不能完全嚴(yán)格控制的因素，所以即使在相同條件下，刀具耐用度仍隨機變動。因此在數(shù)控上，除應(yīng)給出刀具耐用度的平均值指標(biāo)外，還應(yīng)給出刀具的可靠指標(biāo)Tp。它已成為選擇刀具的關(guān)鍵性指標(biāo)。通常是規(guī)定可靠度P≥0.9，即9％時刀具切削時間為T0.9。研究表明，當(dāng)耐用度的隨機變量接近于正態(tài)分布時，如以耐用度的平均值T作為標(biāo)準(zhǔn)，刀具的可靠性只有50％。

(2)可靠地斷屑、排屑。

刀具必須能可靠地斷屑或卷屑即切削控制。數(shù)控機床上每一工位設(shè)備上。裝置著許多刀具，切削量大，切屑多，因此，在切削塑性金屬時，必須控制切屑不纏繞在刀具，工件及工藝裝備上，控制切屑不飛濺，保證操作者安全，不影響切削液噴注，不影響零件的定位和輸送，不劃傷已加工表面，使切屑易于清理，為此，采用卷屑槽或斷屑塊的刀具，或用間隙切削或振動切削措施提高斷屑效果。

(3)應(yīng)具有高的精度。

刀具切削部分的幾何尺寸變化要小，刀體刀桿和刀片反復(fù)裝卸也應(yīng)能保持精度穩(wěn)定。

(4)快速更換及尺寸預(yù)調(diào)。

刀具應(yīng)能快速或自動更換，并需有控制和調(diào)整尺寸的功能或具有刀具磨損的自動補償裝置，以減少換刀調(diào)整的停機時間。

4數(shù)控刀具的材料

(1)超硬材料領(lǐng)域。

金剛石(釬焊聚晶、單晶)各類刀具已迅速應(yīng)用于高硬度、高強度、難加工及有色金屬切削加工行業(yè)中。表面改性涂層材料主要有：TiN、TiCN、TiALN、等，將上述涂層材料用于各種機夾可轉(zhuǎn)位刀片的表面改性涂層處理，滿足高速、高壽命切削加工高強度、高硬度等材質(zhì)工件的生產(chǎn)技術(shù)不同要求。

(2)硬質(zhì)合金材料領(lǐng)城。

硬質(zhì)合金基體材料為適應(yīng)各種表面改性涂層材料的涂覆工藝技術(shù)要求添加各種微量元素，滿足于各種機加3232藝技術(shù)對可轉(zhuǎn)位刀片切削性能的要求而發(fā)展的；

(3)冶金高速鋼材料領(lǐng)城

以改進制粉、熱壓工藝、添加微量元素創(chuàng)新的粉末冶金高速鋼材料，制成各種成形拉刀、高速滾刀、絲錐、波紋刃立銑刀等刀具，大量應(yīng)用于轎車、摩托車、航空發(fā)動機、汽輪機等制造行業(yè)，加工高強度、高硬度鑄鐵合金等合金材料工件。根據(jù)切削加工技術(shù)不同的要求，其表面分別配涂TiN、TiCN等涂層材料，滿足高速、高效、硬質(zhì)精密機加工技術(shù)要求。

5結(jié)語

從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，重點解決數(shù)控刀具的材料，提高生產(chǎn)效率及加工質(zhì)量，贏得市場。