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数控车加工常用的刀具种类、结构和特点

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:所谓刀位点就是在加工程序编制中,用以表示刀具特征的点,也是对刀和加工的特征点。数控车削加工中,常见的成形车刀有小半径圆弧车刀、非矩形切刀和螺纹车刀等。

数控车加工常用的刀具种类、结构和特点

1.车刀和刀片的种类

由于工件材料、生产批量、加工精度以及机床类型、工艺方案的不同,车刀的种类也多种多样。根据与刀体的连接固定方式的不同,车刀主要可分为焊接式与机械夹紧式两大类。

(1)焊接式车刀。所谓焊接式车刀,就是将硬质合金刀片用焊接的方法固定在刀柄上。这种车刀的优点是结构简单、制造方便、刚性较好;缺点是焊接式车刀由于在焊接时存在焊接应力,从而影响了刀具材料的使用性能,甚至会出现裂纹。另外,当刀具报废时,刀杆不能重复使用,硬质合金刀片不能充分回收利用,造成刀具材料的浪费。根据工件加工表面以及用途不同,焊接车刀可分为切断刀、外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀以及成形车刀等。

(2)机夹可转位车刀。机械夹紧式(机夹)可转位车刀是由刀杆、刀片、刀垫以及夹紧元件四部分组成的。刀片每边都有切削刃,当某边的切削刃被磨钝后,只需松开夹紧元件,将刀片换一个位置便可继续使用。机夹可转位车刀的优点是由于刀片标准化而互换性好,故刀具材料可以回收利用,并且减少换刀时间,方便对刀,便于实现机械加工的标准化。

(3)刀片。刀片是机夹可转位车刀的一个最重要组成元件。依照国家标准GB/T 2076—2007,刀片按结构大致可分为带圆孔、带沉孔以及无孔三大类;按形状有三角形、正方形、五边形、六边形、圆形以及菱形等。

2.数控车削常用刀具的类型

常用的数控车刀一般分为尖形车刀、圆弧形车刀和成形车刀三类。

(l)尖形车刀。以直线形为切削刃的车刀一般称为尖形车刀。这类车刀的刀尖(也称为刀位点)由直线形的主、副切削刃构成,如90°内、外圆车刀,左、右端面车刀,切断车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。所谓刀位点就是在加工程序编制中,用以表示刀具特征的点,也是对刀和加工的特征点。用这类车刀加工零件时,其零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃切削后得到,它与后两种车刀加工时所得到零件轮廓形状的原理不同。(www.xing528.com)

(2)圆弧形车刀。圆弧形车刀是一种特殊的数控车刀。其特征是,其主切削刃的形状为一圆度误差或轮廓误差很小的圆弧,该圆弧上的每一点都是圆弧形车刀的刀尖。因此,刀位点不在圆弧上,而在该圆弧的圆心上,车刀刀夹圆弧半径理论上与被加工零件的形状无关,并可按需要灵活确定或经测定后确认。当某些尖形车刀或成形车刀(如螺纹车刀)的刀尖具有一定的圆弧形状时,也可以采用这类车刀。圆弧形车刀可以用于车削内、外表面,特别适宜于车削各种光滑连接(凹形)的成形面。

(3)成形车刀。成形车刀也叫样板车刀,其加工零件的轮廓形状完全由车刀切削刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中,常见的成形车刀有小半径圆弧车刀、非矩形切刀和螺纹车刀等。在数控加工中,一般不用成形车刀,这是因为刀具的种类和形状丰富,完全可以利用标准的刀具切削出精确的工件轮廓,而成形车刀的刃磨往往在精度和表面质量上有很大误差,当确有必要选用时,则应在工艺文件或加工程序单上进行详细说明。

3.机夹可转位车刀的选用

为了减少换刀时间和方便对刀,便于实现机械加工的标准化,数控车削加工时应尽量采用标准的机夹可转位车刀和机夹可转位车刀刀片。

(1)刀片材质的选择。车刀刀片的材料主要有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等。其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质主要是依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程中有无冲击和振动等。

(2)刀片尺寸的选择。刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L、有效切削刃长度和背吃刀量ap、车刀的主偏角κr的关系,使用时可查询有关刀具手册选取。

(3)刀片形状的选择 刀片形状主要依据被加工工件的表面形状、切削方法、刀具寿命和刀片的转位次数等因素选择。

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