從上世紀(jì)20年代末以來,硬質(zhì)合金切削工具已普遍應(yīng)用于金屬切削領(lǐng)域势粱。在1950年左右,采用硬質(zhì)合金刀片的刀具逐步廣泛用于金屬切削,直到至今仍是金屬切削的必備利器先蒋。

可轉(zhuǎn)位刀具通常由鋼制刀體等組成职恳。刀體上加工出刀片窩槽,用以精確定位刀片揩尸。鋼制刀體需夾緊刀片,并可將刀體和刀片的組合體安裝在加工機(jī)床上蛹屿。

可轉(zhuǎn)位刀具對整體刀具的優(yōu)勢

在采用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片前,需要將整體刀具從加工機(jī)床上拆卸下來進(jìn)行重磨屁奏。由于重磨的工作量很大,大型工廠通常建立重磨車間來專門進(jìn)行工具重磨。因此,采用可轉(zhuǎn)位刀具的一個(gè)最顯著好處就是不需要從生產(chǎn)現(xiàn)場拆卸刀具就可實(shí)現(xiàn)切削刃的更新错负。刀片切削刃的更新通常用以下方法來實(shí)現(xiàn):松開夾緊的刀片,旋轉(zhuǎn)或翻面(轉(zhuǎn)位)刀片到一個(gè)新的切削刃,或安裝一片全新的刀片來取代完全磨損的刀片坟瓢。

盡管某些場合還在使用整體鉆頭、絲錐和其它整體工具,在現(xiàn)代的車削工藝中,可轉(zhuǎn)位車削刀具已處于主導(dǎo)地位犹撒。隨著CNC機(jī)床的普及,可轉(zhuǎn)位刀具已經(jīng)有效取代了高速鋼刀具折联、硬質(zhì)合金釬焊刀具和特殊成形刀具。借助CNC機(jī)床的多軸聯(lián)動和幾乎無需使用專用車削刀具,可轉(zhuǎn)位車削刀具能簡化生成復(fù)雜形狀栈站。

此外,在車床上使用可轉(zhuǎn)位鉆頭也比使用傳統(tǒng)的整體高速鋼或硬質(zhì)合金鉆頭更具優(yōu)勢疟弹。通常先用可轉(zhuǎn)位鉆頭鉆孔,然后將鉆頭偏離孔中心來擴(kuò)孔,這樣就不需使用鏜刀進(jìn)行鏜孔。由于CNC車床的轉(zhuǎn)塔刀架通常會由于磨損造成不對中而損壞標(biāo)準(zhǔn)鉆頭,而采用可轉(zhuǎn)位鉆頭就會更適應(yīng)這種不對中情況胡傅。

像可轉(zhuǎn)位鉆頭一樣,使切槽刀片功能多樣化的切槽車削刀片,代表了車削刀具的一個(gè)巨大進(jìn)步氧悦。老式的切槽技術(shù)只能在一個(gè)方向進(jìn)刀,而切槽車削刀片在徑向和軸向都可進(jìn)刀切削骏掀。

常見應(yīng)用

不同刀具制造商的可轉(zhuǎn)位車削刀具有很大的通用性调炬。車削刀片按常用形狀如菱形、正方形和圓形來制造,刀片的形狀和尺寸符合ANSI和ISO標(biāo)準(zhǔn)尘箫。這種通用性可使工藝人員自由選擇刀片的材質(zhì)和刃口槽型惨侵。由于所有的主流刀具制造商均按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)車削刀片,因此,選擇一種最佳性能的刀片相對來說比較容易队笑。

與車削刀具不同,不同刀具制造商的可轉(zhuǎn)位銑刀刀體采用了不同的刀片形狀和槽型,用戶只能購買對應(yīng)刀具制造商的銑刀片。盡管如此,工具制造商已為其專有的刀片形狀開發(fā)了成系列的銑刀刀體,一種刀片就可用在一個(gè)系列的刀體上,由此可減少庫存并讓工藝人員的使用更靈活蓉肤。

大多數(shù)工具的制造商可定制非標(biāo)的可轉(zhuǎn)位成形刀具狞荤。而成形銑削刀具仍是完成復(fù)雜形狀的有效方法,并能提高生產(chǎn)效率和減少刀具庫存。通常,帶有階梯棋捷、圓弧和倒角特征的零件需用多種刀具共同加工脸狸。若采用組合可轉(zhuǎn)位成形刀具來加工,則可縮短生產(chǎn)時(shí)間、降低刀具庫存和提高零件質(zhì)量藐俺。

定制的非標(biāo)可轉(zhuǎn)位刀具價(jià)格昂貴,并且通常需要修改刀片,因此刀片價(jià)格不菲炊甲。因?yàn)檫@些原因,定制的可轉(zhuǎn)位刀具通常用于大批量生產(chǎn)或用于制造昂貴零件。

可轉(zhuǎn)位銑削刀具的一個(gè)重大技術(shù)進(jìn)步在于對模具大型腔體的插銑粗加工欲芹。由于用于深腔或階梯的粗加工刀具很長,在傳統(tǒng)加工工藝中,刀具側(cè)面給進(jìn)切削會誘發(fā)刀具振動卿啡。粗加工插銑刀則按軸向進(jìn)給,可使切削力導(dǎo)向機(jī)床剛性最好的主軸錐度部位。需要超長刀具加工時(shí)采用插銑粗加工可帶來很高的金屬去除率菱父。

不足之處

可轉(zhuǎn)位刀具也有不足之處颈娜。刀片通常是在模具中用高壓壓制合金粉末和結(jié)合劑制成。壓制成形后,再用高溫?zé)Y(jié),使合金粉末與其它材料結(jié)合,并使刀片具有一定強(qiáng)度浙宜。這種壓制刀片比磨制刀片刃口強(qiáng)度更高官辽。盡管刀片強(qiáng)度更高,但刃口不夠鋒利,限制了有效的淺切深能力,從而使精加工變得更困難。

對于帶有多個(gè)刀片的銑削刀具,刀片窩槽和刀片尺寸的變化,會使不同刀片的切削刃位于不同平面內(nèi)。其后果是產(chǎn)生較差的表面光潔度或明顯跳躍的接痕野崇。對于這種情況,只能采用另一類型的刀具來進(jìn)行精加工称开。

隨著工具行業(yè)繼續(xù)需求模塊化、低庫存乓梨、高生產(chǎn)率、更長的刀具壽命和通用刀具解決方案,可轉(zhuǎn)位切削刀具技術(shù)將不斷進(jìn)步并取代已過時(shí)的刀具林慷。

螺釘驅(qū)動槽型

用傳統(tǒng)的錐面驅(qū)動槽如十字槽(Phillips)擰緊或松開螺釘時(shí),擰緊工具常會打滑浓蜈。根據(jù)受力分析,施加于螺釘?shù)牟糠帜芰繒孤萁z刀或起子頭從螺釘槽口滑出。操作者必須施加額外的端面壓力才能防止這種滑出效應(yīng)否胸。

帶垂直側(cè)壁的驅(qū)動槽如Hex(內(nèi)六角)芳迅、Torx(梅花型)和TorxPlus(梅花增強(qiáng)型),消除了這種滑出效應(yīng)。Torx和TorxPlus驅(qū)動槽的基本區(qū)別是:前者帶有15°的驅(qū)動角,而后者幾乎是0°角,從而可以保證最佳扭矩傳遞到螺釘馆梦。盡管具有垂直側(cè)壁的Torx驅(qū)動槽可防止滑出效應(yīng),但其15°驅(qū)動角阻止了起子頭和螺釘槽的完全嚙合,并產(chǎn)生少量的蕾胶、可縮短起子頭壽命的徑向應(yīng)力。

由于Hex驅(qū)動槽不僅會在接觸點(diǎn)會產(chǎn)生應(yīng)力集中,而且不可避免地造成螺釘頭部的損壞桐继。相對施加的力來說,其傳遞的扭矩也相對較低刘耀。

擰緊或松開螺釘?shù)奈ｋU(xiǎn)在于高應(yīng)力集中。高的應(yīng)力主要發(fā)生在hex螺釘頭部并使螺絲刀和螺釘產(chǎn)生應(yīng)力蚤弃≌僭澹基于橢圓幾何形狀以及沒有角邊的Torx驅(qū)動槽可減少應(yīng)力集中,可保護(hù)螺絲刀和螺釘并延長其壽命。這種基于橢圓的幾何形狀帶來了起子頭和螺釘之間的小容差范圍并改善了力閉合偿尘。

TorxPlus驅(qū)動槽通過幾乎0°的工作角和更大的芯部直徑來進(jìn)一步改善了力閉合,允許更高的扭矩傳遞和防止螺釘和螺絲刀損壞忆某。

硬質(zhì)合金刀片的制造商常采用Torx或TorxPlus系統(tǒng)來擰緊刀片。因?yàn)槟芨佑行У貍鬟f扭矩,所以采用TorxPlus是發(fā)展趨勢阔蛉。采用TorxPlus驅(qū)動槽,幾乎不需施加端面載荷就可保證螺絲刀與螺釘槽嚙合,減少了手動裝配時(shí)操作者的肌肉應(yīng)力和疲勞弃舒。一般來講,硬質(zhì)合金刀片制造商更傾向于手動鎖緊方式而不是自動鎖緊系統(tǒng)。

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