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数控刀具在机械制造行业中的发展历史及应用
专栏:行业动态
发布日期:2011-04-22
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数控刀具是机械制造顶用于切削加工的工具,又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具;同时“数控刀具”除切削用的刀片外,还包括刀杆和刀柄等附件!
数控刀具的发展在人类提高的历史上据有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已泛起黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪),因为把握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。 那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的,许用的切削速度约为5米/分。1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年,美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年,德国的施勒特尔发明硬质合金。 在采用合金工具钢时,数控刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。 由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,数控刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他数控刀具上。1938年,德国德古萨公司取得关于陶瓷数控刀具的专利。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。 1969年,瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法,生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年,美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法,在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性,与表层的高硬度和耐磨性结合起来,从而使这种复合材料具有更好的切削性能。 按切削运动方式和相应的刀刃形状,数控刀具又可分为三类。通用数控刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、合金刀具扩孔钻、铰刀和锯等;成形数控刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等;展成数控刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。 各种数控刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构数控刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上;镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。 数控刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔数控刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传递扭转力矩,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。 带柄的数控刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄;圆锥柄靠锥度承受轴向推力,并借助摩擦力传递扭矩;圆柱柄一般合用于较小的麻花钻、立铣刀等数控刀具,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。良多带柄的数控刀具的柄部用低合金钢制成,而工作部门则用高速钢把两部门对焊而成。 |