加工中心刀具的正确选用探析

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1、加工中心刀具的正确选用探析摘要：如果只冇先进的加工屮心，没冇与之相配套的先进刀具、工具系统和刀具管理系统，或者没有常握刀具的合理使用，加工中心的效能就得不到充分发挥。因此，如何根据实际情况来正确选用刀具，是技术人员必须掌握的技能。关键词：加工屮心；刀具种类；刀具的选择加工中心是用数字代码形式的信息（即程序指令），控制刀具按照给定的程序，运动速度和轨迹进行自动加工，并能自动更换刀具，对一次装夹的工件进行多工序加工的高效自动化机床。上世纪七十年代以來得到迅速发展，日前已被广泛应用于机械加工行业中，加工对象主要包括了既有平面又冇孔系的零件及结构形状复朵、普通机床难加工的

2、零件。这些零件一般都需耍进行平面、孔系、轮廓等的多工位加工，公差耍求特别是形位公差要求较为严格，通常要经过铳、锂、钻、扩、铠、较、攻丝等工序，加工中心可选用的刀具较多，同时在加工中采用自动换刀形式换刀，必须保证所选刀具安装调试方便。因此，与一般的数控加工方法相比，加工中心对刀具提出了更高的要求，刀具的选择成为了屮心工艺设计屮的重要内容之一。一、刀具的种类及特点加工中心的刀具种类很多，通常可按照以下方法进行分类：1•从制造所采用的材料可分为：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、超硬刀具。2•从结构上可分为：（1）整体式、镶嵌式。镶嵌式刀具可分为焊接式和机夹式两种。机

3、夹式根据刀体结构不同，也可分为可转位和不转位。（2）减振式、内冷式。内冷式即切削液通过刀体内部由喷口喷射到刀具的切削刃部，起到冷却刀具和工件，并冲走切屑的作用。另外，还有特殊型式刀具，如复合刀具，可逆螺纹刀具等。3•从切削工艺上可分为：（1）铳削刀具，包括面铳刀、立铳刀、模具铳刀、键槽铳刀、鼓形铳刀等；（2）孔加工刀具，包括了钻孔刀具、扩孔刀具、较孔刀具、镇孔刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等要求，近几年机夹式可转位刀具得到了广泛应用，在数量上达到了整个数控刀具的30%〜40%,金属切除量占总数的80%〜90%。为了达到高效、多能、快换、经济的

4、目的，数控加工刀具与普通金属切削刀具相比应具有以下特点：（1）刚性好，精度高，抗振及热变形小；（2）互换性好，便于快速换刀；（3）寿命高，切削性能稳定、可靠；（4）刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；（5）刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；（6）刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化；（7）刀具材料及切削参数与被加工工件的材料之间匹配的选用原则。二、丿J具的选择刀具的选择，是在数控编程的人机交互状态下进行的，根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量等相关因素，正确选用刀具。刀具选择的总原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足

5、加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。1・从材料上进行选择。数控刀具材料冇高速钢（分为W系列高速钢和Mo系列高速钢）、硬质合金（分为鹤钻类、鹄钛钻类和鹄钛钮（覩）钻类）、陶瓷（纯氧化铝类和TiC添加类）、立方碳化硼和聚晶金刚石。制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性，并不易变形。刀具材料的选用见图1。根据数控加工对刀具的要求，选择刀具材料的一般原则是尽可能选择硬质合金刀具。20世纪80年代以前，高速钢处于领先地位，90年代以后,硬质合金超越了高速钢。而近些年，又出现了许多硬质合金的新品种

6、，使硬质合金刀具在铳削、钻削、较图1理想刀具材料示意图孑L、锂孔等冇着大量的运用。因此，凡是加工情况允许选用硬质合金刀具，就尽量不选用高速钢刀具。必要时还可有针对性地选择性能更好的陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具。实习实训加工中心刀具的正确选用探析根据硬质合金刀具和高速钢刀具的特点笔者做了以下対比：（1）高速钢刀具：刀刃锋利，刚性差，软而难断，易磨损，价格便宜，加工精度不够，主要用于加工材料硕度较低的工件。（2）硕质合金丿J具：硕而脆，耐高温，主要用于加工硬度较高的工件。硬质合金刀具不耐冲击，因此需较高转速加工，否则容易崩刀。根据高速钢的特征，故可在下列情况下使用:①

7、不能进行高速加工时；②机床刚性差时；③希望刀具费用价廉时；④不耍求加工精度时。2•从结构上进行选择。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；机械夹固结构乂有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金一般制成焊接结构或机械夹固结构；陶瓷刀具都采用机械夹固结构。加工中心刀具结构选择的一般原则是尽可能采用镶嵌式机夹可转位刀片，因为与焊接刀具和整体刀具相比，可转位刀具有下述优点：（1）刀具刚性好，寿命高；（2）生产效率高，定位精度高；（3）可转位刀具的刀体可重复使用，节约钢材和制造费用；（4）可转位刀具大多可以进行

8、干切削，能