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          數控刀具在機械制造行業中的發展歷史及應用
          發布時間:2018-8-8 20:33:07      點擊次數:2073

          數控刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具,還包括磨具;同時“數控刀具”除切削用的刀片外,還包括刀桿和刀柄等附件!

          數控刀具的發展在人類進步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28~前20世紀,就已出現黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質刀具。戰國后期(公元前三世紀),由于掌握了滲碳技術,制成了銅質刀具。當時的鉆頭和鋸,與現代的扁鉆和鋸已有些相似之處。

          然而,數控刀具的快速發展是在18世紀后期,伴隨蒸汽機等機器的發展而來的。1783年,法國的勒內首先制出銑刀。1792年,英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關麻花鉆的發明*早的文獻記載是在1822年,但直到1864年才作為商品生產。

          那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的,許用的切削速度約為5米/分。1868年,英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年,美國的泰勒和.懷特發明高速鋼。1923年,德國的施勒特爾發明硬質合金。

          在采用合金工具鋼時,數控刀具的切削速度提高到約8米/分,采用高速鋼時,又提高兩倍以上,到采用硬質合金時,又比用高速鋼提高兩倍以上,切削加工出的工件表面質量和尺寸精度也大大提高。

          由于高速鋼和硬質合金的價格比較昂貴,數控刀具出現焊接和機械夾固式結構。1949~1950年間,美國開始在車刀上采用可轉位刀片,不久即應用在銑刀和其他數控刀具上。1938年,德國德古薩公司取得關于陶瓷數控刀具的專利。1972年,美國通用電氣公司生產了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。

          1969年,瑞典山特維克鋼廠取得用化學氣相沉積法,生產碳化鈦涂層硬質合金刀片的專利。1972年,美國的邦沙和拉古蘭發展了物理氣相沉積法,在硬質合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質層。表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性,與表層的高硬度和耐磨性結合起來,從而使這種復合材料具有更好的切削性能。

          數控刀具按工件加工表面的形式可分為五類。加工各種外表面的數控刀具,包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等;孔加工刀具,包括鉆頭、擴孔鉆、合金刀具鏜刀、鉸刀和內表面拉刀等;螺紋加工工具,包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等;齒輪加工刀具,包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等;切斷刀具,包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外,還有組合數控刀具。

          按切削運動方式和相應的刀刃形狀,數控刀具又可分為三類。通用數控刀具,如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鉆頭、合金刀具擴孔鉆、鉸刀和鋸等;成形數控刀具,這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀,如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等;展成數控刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件,如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。

          各種數控刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構數控刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上;鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。

          數控刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔數控刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上,借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩,如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。

          帶柄的數控刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄;圓錐柄靠錐度承受軸向推力,并借助摩擦力傳遞扭矩;圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等數控刀具,切削時借助夾緊時所產生的摩擦力傳遞扭轉力矩。很多帶柄的數控刀具的柄部用低合金鋼制成,而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。


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