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數控刀具有哪些，數控刀具的分類(lèi)知識
數控刀具是機械制造中用于切削加工的工具，又稱(chēng)切削工具。下面，小編為大家講講數控刀具有哪些，數控刀具的分類(lèi)知識，希望對大家有所幫助!
1.從制造所采用的材料上可分為
�、俑咚黉摰毒吒咚黉撏ǔＪ切团鞑牧�，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標準刀具。
�、谟操|(zhì)合金刀具硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數控車(chē)削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標準規格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數和切削性能由刀具生產(chǎn)廠(chǎng)家提供。
硬質(zhì)合金刀片按國際標準分為三大類(lèi)：P類(lèi)，M類(lèi)，K類(lèi)。
P類(lèi)--適于加工鋼、長(cháng)屑可鍛鑄鐵(相當于我國的YT類(lèi))。
M類(lèi)--適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等(相當于我國的YW類(lèi))。
M-S類(lèi)--適于加工耐熱合金和鈦合金。
K類(lèi)--適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金(相當于我國的YG類(lèi))。
K-N類(lèi)--適于加工鋁、非鐵合金。
K-H類(lèi)--適于加工淬硬材料。
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2.從結構上可分為
�、僬w式。
�、阼偳妒娇煞譃楹附邮胶蜋C夾式。機夾式根據刀體結構不同，分為可轉位和不轉位;
�、蹨p振式當刀具的工作臂長(cháng)與直徑之比較大時(shí)，為了減少刀具的振動(dòng)，提高加工精度，多采用此類(lèi)刀具;
�、軆壤涫角邢饕和ㄟ^(guò)刀體內部由噴孔噴射到刀具的切削刃部;
�、萏厥庑褪饺鐝秃系毒�、可逆攻螺紋刀具等。
3.特殊型刀具
特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強力彈簧夾頭刀柄、可逆式(自動(dòng)反向)攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復合刀具和接桿類(lèi)等。
4.從切削工藝上可分為
�、佘�(chē)削刀具分外圓、內孔、外螺紋、內螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。
數控車(chē)床一般使用標準的機夾可轉位刀具。機夾可轉位刀具的刀片和刀體都有標準，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。
數控車(chē)床機夾可轉位刀具類(lèi)型有外圓刀具、外螺紋刀具、內圓刀具、內螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具(包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等)。
機夾可轉位刀具夾固不重磨刀片時(shí)通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷(xiāo)或楔塊等結構。
方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它們與機床刀盤(pán)之間的聯(lián)接是通過(guò)槽形刀架和套筒接桿來(lái)聯(lián)接的。在模塊化車(chē)削工具系統中，刀盤(pán)的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系統”。它既可以用于外圓車(chē)削又可用于內孔鏜削，也適用于車(chē)削中心的自動(dòng)換刀系統。
數控車(chē)床使用的刀具從切削方式上分為三類(lèi)：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類(lèi)刀具。
�、阢@削刀具分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。
鉆削刀具可用于數控車(chē)床、車(chē)削中心，又可用于數控鏜銑床和加工中心。因此它的結構和聯(lián)接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接(圓錐或圓柱聯(lián)接)等多種。
�、坨M削刀具分粗鏜、精鏜等刀具。
鏜刀從結構上可分為整體式鏜刀柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類(lèi)。從加工工藝要求上可分為粗鏜刀和精鏜刀。
�、茔娤鞯毒叻置驺�、立銑、三面刃銑等刀具。
面銑刀(也叫端銑刀)面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結構和刀片機夾可轉位結構，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。
立銑刀立銑刀是數控機床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時(shí)進(jìn)行切削，也可單獨進(jìn)行切削。結構有整體式和機夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。
模具銑刀模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結構特點(diǎn)是球頭或端面上布滿(mǎn)切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。
數控刀具發(fā)展
刀具的發(fā)展在人類(lèi)進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28～前20世紀，就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰國后期(公元前三世紀)，由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當時(shí)的鉆頭和鋸，與現代的扁鉆和鋸已有些相似之處。
然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來(lái)的。1783年，法國的勒內首先制出銑刀。1792年，英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。
那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年，美國的泰勒和．懷特發(fā)明高速鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。
在采用合金工具鋼時(shí)，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時(shí)，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時(shí)，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。
由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴，刀具出現焊接和機械夾固式結構。1949～1950年間,美國開(kāi)始在車(chē)刀上采用可轉位刀片，不久即應用在銑刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專(zhuān)利。1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年，瑞典山特維克鋼廠(chǎng)取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專(zhuān)利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性，與表層的高硬度和耐磨性結合起來(lái)，從而使這種復合材料具有更好的切削性能。
刀具按工件加工表面的形式可分為五類(lèi)。加工各種外表面的刀具，包括車(chē)刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等；孔加工刀具，包括鉆頭、擴孔鉆、鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等；螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動(dòng)開(kāi)合螺紋切頭、螺紋車(chē)刀和螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車(chē)刀和鋸片銑刀等等。此外，還有組合刀具。
按切削運動(dòng)方式和相應的刀刃形狀，刀具又可分為三類(lèi)。通用刀具，如車(chē)刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車(chē)刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀和鋸等；成形刀具，這類(lèi)刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀，如成形車(chē)刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類(lèi)似的工件，如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤(pán)等。
各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類(lèi)。帶孔刀具依靠?jì)瓤滋籽b在機床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車(chē)刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，并借助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具，切削時(shí)借助夾緊時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。
刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結構要素。有的刀具的工作部分就是切削部分，如車(chē)刀、刨刀、鏜刀和銑刀等；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分，如鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、內表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑，校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導刀具。
刀具工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結構是在刀體上做出切削刃；焊接結構是把刀片釬焊到鋼的刀體上；機械夾固結構又有兩種，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結構或機械夾固結構；瓷刀具都采用機械夾固結構。
刀具切削部分的幾何參數對切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時(shí)的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時(shí)會(huì )降低切削刃的強度，減小刀頭的散熱體積。
在選擇刀具的角度時(shí)，需要考慮多種因素的影響，如工件材料、刀具材料、加工性質(zhì)(粗、精加工)等，必須根據具體情況合理選擇。通常講的刀具角度，是指制造和測量用的標注角度在實(shí)際工作時(shí)，由于刀具的安裝位置不同和切削運動(dòng)方向的改變，實(shí)際工作的角度和標注的角度有所不同，但通常相差很小。
制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性，必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學(xué)惰性，良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等)，并不易變形。
通常當材料硬度高時(shí)，耐磨性也高；抗彎強度高時(shí)，沖擊韌性也高。但材料硬度越高，其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性，以及良好的可加工性，現代仍是應用最廣的刀具材料，其次是硬質(zhì)合金。
聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬，及合金、塑料和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼現在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。
硬質(zhì)合金可轉位刀片現在都已用化學(xué)氣相沉積法涂覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或復合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具，如鉆頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴散和熱傳導的障壁，使刀具在切削時(shí)的磨損速度減慢，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上。
由于在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應用的難加工材料越來(lái)越多，切削加工的自動(dòng)化水平和對加工精度的要求越來(lái)越高。為了適應這種情況，刀具的發(fā)展方向將是發(fā)展和應用新的刀具材料；進(jìn)一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾；進(jìn)一步發(fā)展可轉位刀具的結構；提高刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別，并使刀具的使用實(shí)現最佳化。
刀具材料大致分如下幾類(lèi)：高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。
這里主要提下陶瓷，陶瓷用于切削刀具的時(shí)間比硬質(zhì)合金早，但由于其脆性，發(fā)展很慢。但自上世紀70年代以后，還是得到了比較快的發(fā)展。陶瓷刀具材料主要有兩大系，即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具，具有成本低、硬度高、耐高溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，有很好的前景。
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