數控加工刀具可分為車削加工刀具 、銑削加工刀具和孔加工刀具
1) 車削加工刀具數控車床使用的刀具,無論是車刀、镗刀、切斷刀還是螺紋加工刀具等均有焊接式和機夾式之分,除經濟型數控車床外,目前已廣泛地使用機夾式可轉位車刀,其結構如圖 2.10 所示。它由刀杆 1、刀片 2、刀墊 3 以及夾緊元件 4 組成。刀片每邊都有切削刃,當某切削刃磨損鈍化後,隻需松開夾緊元件,将刀片轉一個位置便可繼續使用。
刀片是機夾可轉位車刀的一個最重要的組成元件。 大緻可分為帶圓孔、帶沉孔以及無孔三大類。形狀有三角形、正方形、五邊形、六邊形、圓形以及菱形等共 17 種。圖 2.11所示為幾種常見的可轉位車刀刀片形狀及角度。
2) 銑削加工刀具銑刀種類很多,選擇銑刀時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相适應。生産中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀。銑平面時,應選硬質合金刀片銑刀;加工凸台、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,可選鑲硬質合金的玉米銑刀。 對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀等,如圖 2.14 所示。
曲面加工常采用球頭銑刀,但加工曲面較平坦部位時,刀具以球頭頂端刃切削,切削條件較差,因而應采用環形銑刀。在單件或小批量生産中,為取代多坐标聯動機床,常采用鼓形銑刀或錐形銑刀來加工變斜角零件。加鑲齒盤銑刀,适用于在五坐标聯動的數控機床上加工一些球面,其效率比用球頭銑刀高近 10 倍,并可獲得好的加工精度。 3) 孔加工刀具數控孔加工刀具常用的有鑽頭、镗刀、鉸刀和絲錐等。(1) 鑽頭:在數控機床上鑽孔大多采用普通麻花鑽,直徑為 8mm~80mm 的麻花鑽多為莫氏錐柄,可直接裝在帶有莫氏錐孔的刀柄内,直徑為 0.1mm~20mm 的麻花鑽多圓柱形,可裝在鑽夾頭刀柄上,中等尺寸麻花鑽兩種形式均可選用。由于在數控機床上鑽孔都是無鑽模直接鑽孔,因此,一般鑽孔深度約為直徑的 5 倍,細長孔的加工易于折斷,要注 意冷卻和排屑,在鑽孔前最好先用中心鑽鑽中心孔,或用剛性較好的短鑽頭锪窩。鑽削直徑為 20mm~60mm、孔的深徑比小于等于 3 的中等淺孔時,可選用圖 2.15 所示的可轉位淺孔鑽,其結構是在帶排屑槽及内冷卻通道鑽體的頭部裝有一組刀片(多為凸多邊形、菱形和四邊形),多采用深孔刀片,通過該中心壓緊刀片,靠近鑽心的刀片用韌性較好的材料,靠近鑽頭外徑的刀片選用較為耐磨的材料。這種鑽頭具有切削效率高、加工質量好的特點,最适用于箱體零件的鑽孔加工
(2) 镗刀:镗刀按切削刃數量可分為單刃镗刀和雙刃镗刀。镗削通孔、階梯孔和不通孔可分别選用圖 2.16(a)、(b)、(c)所示的單刃镗刀。
單刃镗刀頭結構類似車刀,用螺釘裝夾在镗杆上。調節螺釘 1 用于調整尺寸,緊固螺釘 2 起鎖緊作用。單刃镗刀剛性差,切削時易引起振動,所以镗刀的主偏角選的較大,以減小徑向力。 镗孔徑的大小要靠調整刀具的懸伸長度來保證,調整麻煩,效率低,隻能用于單件小批生産。但單刃镗刀結構簡單,适應性較廣,粗、精加工都适用。 在孔的精镗中,目前較多地選用精镗微調镗刀。這種镗刀的徑向尺寸可以在一定範圍内進行微調,調節方便,且精度高,其結構如圖 2.17 所示。調整尺寸時,先松開拉緊螺釘6,然後轉動帶刻度盤的調整螺母 3,等調至所需尺寸,再擰緊螺釘 6,使用時應保證錐面靠近大端接觸,且與直孔部分同心。鍵與鍵槽配合間隙不能太大,否則微調時就不能達到較高的精度。
(3) 鉸刀:數控機床上使用的鉸刀多是通用标準鉸刀。此外,還有機夾硬質合金刀片單刃鉸刀和浮動鉸刀等。
加工公差等級為 IT8~IT9 級、表面粗糙度 Ra 為 0.8 µm~1.6 µm的孔時,通常采用标準鉸刀。加工公差等級為 IT5~IT7 級、表面粗糙度 Ra為 0.7 µm 的孔時,可采用機夾硬質合金刀片的單刃鉸刀。這種鉸刀的結構如圖 2.18 所示,刀片 3 通過楔套 4 用螺釘 1 固定在刀體上,通過螺釘 7,銷子 6 可調節鉸刀尺寸。導向塊 2 可采用黏結和銅焊的方式固定。
鉸削公差等級為 IT6~IT7 級,表面粗糙度 Ra 為 0.8 µm~1.6 µm的大直徑通孔時,可選用專為加工中心設計的浮動鉸刀。圖 2.19 所示的即為加工中心上使用的浮動鉸刀。 浮動鉸刀既能保證在換刀和進刀過程中刀片不會從刀杆的長方孔中滑出,又能較準确的定心。它有兩個對稱刃,能自動平衡切削力,在鉸削過程中又能自動抵償因刀具安裝誤差或刀杆的徑向圓跳動而引起的加工誤差,因而加工精度穩定。浮動鉸刀的壽命比高速鋼鉸刀高 8~10 倍,且具有直徑調整的連續性。
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