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數(shù)控刀具在機(jī)械制造行業(yè)中的發(fā)展歷史及應(yīng)用
專欄:行業(yè)動(dòng)態(tài)
發(fā)布日期:2011-04-22
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數(shù)控刀具是機(jī)械制造頂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(shí)“數(shù)控刀具”除切削用的刀片外,還包括刀桿和刀柄等附件!
數(shù)控刀具的發(fā)展在人類提高的歷史上據(jù)有重要的地位。中國(guó)早在公元前28~前20世紀(jì),就已泛起黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國(guó)后期(公元前三世紀(jì)),因?yàn)榘盐樟藵B碳技術(shù),制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時(shí)的鉆頭和鋸,與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。 那時(shí)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(guó)的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年,美國(guó)的泰勒和.懷特發(fā)明高速鋼。1923年,德國(guó)的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。 在采用合金工具鋼時(shí),數(shù)控刀具的切削速度提高到約8米/分,采用高速鋼時(shí),又提高兩倍以上,到采用硬質(zhì)合金時(shí),又比用高速鋼提高兩倍以上,切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。 由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴,數(shù)控刀具出現(xiàn)焊接和機(jī)械夾固式結(jié)構(gòu)。1949~1950年間,美國(guó)開始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片,不久即應(yīng)用在銑刀和其他數(shù)控刀具上。1938年,德國(guó)德古薩公司取得關(guān)于陶瓷數(shù)控刀具的專利。1972年,美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn)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(xué)氣相沉積法,生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年,美國(guó)的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法,在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強(qiáng)度和韌性,與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來,從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能。 按切削運(yùn)動(dòng)方式和相應(yīng)的刀刃形狀,數(shù)控刀具又可分為三類。通用數(shù)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(kuò)孔鉆、鉸刀和鋸等;成形數(shù)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(shù)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(shù)控刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)數(shù)控刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上;鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。 數(shù)控刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔數(shù)控刀具依靠?jī)?nèi)孔套裝在機(jī)床的主軸或心軸上,借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩,如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。 帶柄的數(shù)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;圓柱柄一般合用于較小的麻花鉆、立銑刀等數(shù)控刀具,切削時(shí)借助夾緊時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。良多帶柄的數(shù)控刀具的柄部用低合金鋼制成,而工作部門則用高速鋼把兩部門對(duì)焊而成。 |