數控刀具不斷創新促進機床快速發展

1、概述： 　　近年來，數控刀具的科技成果主要體現在研發一刀多切削功能、提高其刀刃切削性能方面，適應高速（超高速）、硬質（含耐熱、難加工）、干式、精細（超精）切削及率數控機加工切削技術要求。隨著零件毛坯制造技術進步，零件毛坯幾何尺寸及切削余量控制較為，數控刀具新結構、新品種的研發主要集中在輕、中負荷切削范圍內，并以孔加工、拉削、滾（擠、碾壓）壓、銑削及車削等五類刀具的變革較為活躍，配套研發其相應刀片斷屑槽形。 　　2、數控工具系統： 　　近幾年上出現了以HSK工具系統逐步替代各廠商研發的其它各類工具系統的發展趨勢。歐州發達國家沿用德國DIN69893-1號HSK工具系統標準，標準化組委會為其制定了ISO/DIS標準。HSK工具系統具有動、靜剛度高、定位（迥轉）精度好、充許轉速高（150000p.r.m）等特點。既便于規笵工具管理，又總體上節約了工具費用、降低生產成本。其首先應用于加工中心、數控鏜銑床，逐漸擴大到各類車床（車削中心）、磨床（磨削中心）、數控專機及數控加工自動生線上，使用范圍幾乎覆蓋所有刀具領域。 　　3、孔加工刀具類： 　　在刀具門類中，孔加工刀具是一大家族，其小改小革層出不窮，在此就其主要突出的新結構、新品種簡要分述如下： 　　●數控鉆頭： 　　整體式鉆頭：鉆尖切削刃由對稱直線型改進為對稱圓弧型（r=1/2D），以增長切削刃、提高鉆尖壽命；鉆芯加厚，提高其鉆體剛度，用S型橫刃（或螺旋中心刃）替代傳統橫刃，減小軸向鉆削阻力，提高橫刃壽命；采用不同頂角階梯鉆尖及負倒刃，提高分屑、斷屑、鉆孔性能和孔的加工精度；鑲嵌模塊式硬質（超硬）材料齒冠；油孔內冷卻及大螺旋升角（40）結構等。zui近研制出整體式細顆粒陶瓷（Si3N4）、Ti基類金屬陶瓷材料鉆頭。 　　機夾式鉆頭：鉆尖采用長方異形對稱切削刃、鉆削力徑向自成平衡的可轉位刀片替代其它幾何形狀、鉆削力徑向總體合成平衡的可轉位刀片，以減小鉆削振動，提高鉆尖自定心性能、壽命和孔的加工精度。 　　●復合（組合）孔加工數控刀具： 　　集合了鉆頭、鉸刀、擴（锪）孔刀及擠壓刀具的新結構、新技術，整體式、機夾式、復合（組合）孔加工數控刀具研發速度很快。總體而言：采用鑲嵌模塊式硬質（超硬）材料切削刃（含齒冠）及油孔內冷卻、大螺旋槽等結構是其目前發展趨勢。 　　●數控鉸刀： 　　大螺旋升角（45）切削刃、無刃擠壓鉸削及油孔內冷卻的結構是其總體發展方向，zui大鉸削孔徑己達400mm. 　　●鏜刀： 　　單刃微調精密鏜刀正被多刃擴（锪）孔刀、鉸刀及復合（組合）孔加工數控刀具替代。國外研制出采用工具系統內部推拉桿軸向運動或高速離心力帶平衡滑塊移動，一次走刀完成鏜削球面（曲面）、斜面及反向走刀切削加工零件背面的數控智能精密鏜刀，代表了鏜刀發展方向。 　　●絲錐： 　　研發出大螺旋升角（45）絲錐，其切削錐視被加工零件材料軟、硬狀況，設計刃傾角、前角等。 　　●擴（锪）孔刀： 　　多刃、配置各種數控工具柄及模塊式可調微型刀夾的結構形式是目前擴（锪）孔刀具發展方向。 　　4、數控銑刀類： 　　整體式立銑刀：硬質合金立銑刀側刃采用大螺旋升角（62）結構，立銑刀頭部的過中心端刃往往呈弧線（或螺旋中心刃）形、負刃傾角，增加切削刃長度，提高了切削平穩性、工件表精度及刀具壽命。適應數控高速、平穩三維空間銑削加工技術的要求。 　　機夾式立銑刀：由各類機夾立銑刀的由可轉位刀片（往往設有三維斷屑槽形）組合而成的側齒、端齒與過中心刃端齒（均為短切削刃），可滿足數控高速、平穩三維空間銑削加工技術要求。 　　數控銑刀均已采計算機輔助設計、切削摸擬仿真及數控加工技術成形制造。 　　機夾式數控面銑刀：刀體趨向于用輕質高強度鋁、鎂合金制造，切削刃采用大前角、負刃傾角，可轉位刀片（幾何形狀多種）帶有三維斷屑槽形。 　　數控銑刀、復合孔加工刀具均應用了高速回轉體動平衡及安全夾固技術，一些高速回轉刀體上還應用空氣動力學原理，利用旋風冷切削刃，在干式切削加工時降低切削刃的溫度，提高刀具壽命。 　　5、車刀 　　切槽、切斷類型車刀發展了集車端面、外園、仿形、切槽、切斷、倒角加工的一刀多功能車削刀具，刀片夾緊方式采用鑲嵌式彈性刀體、切削力自位固定的結構，十分適用和新穎。 　　6、拉削刀具類： 　　在現代數控加工技術的支持下，研發出各種外輪廓精密成形、組合拉刀及車-拉組合成形拉削刀具，配以數控機床。使汽車部分工件批產效率成幾十倍提高，而且產品質量、精度十分穩定。 　　7、其它刀具： 　　汽車、摩托車的小模數漸開線外齒輪、花鍵軸零部件批產工藝采用滾壓、搓擠無屑加工工藝技術，研發出刀具及特種數控機床，使特定的工件批產效率提高幾十倍，而且質量、精度十分穩定。 　　結束語 　　拉削、滾壓、搓擠刀具和復合（組合）孔加工數控刀具的創新成果往往會引起機加工觀念上的巨大變革，再集成刀具材料及特種數控機床領域的創新科技成果，所產生的社會效益和經濟效益。