淺談數控刀具的分類
二、數控刀具材料新產品的近期科技狀況和發展趨勢
1，概述:
近年來，數控刀具材料基礎科研和新產品的成果集中在高速(超高速)、硬(包括耐熱難加工)、幹、精(超精密)數控加工等技術領域。新型刀具材料的研發在超硬材料(金剛石、表面改性塗層材料、TIC基金屬陶瓷、立方氮化硼、Al203、Si3n4基陶瓷)、W和CO基塗層、細顆粒(超細顆粒)硬質合金基體和Go基粉末冶金高速鋼等領域取得了快速進展。
2.超硬材料領域:
各種金剛石(釬焊聚晶和單晶)刀具已迅速應用於高硬度、高強度的有色金(合金)和有色金屬-非金屬復合材料零件的高速、高效、幹(濕)法機械切削。其大致情況如下:
汽車、摩托車行業:聚晶、人造單晶金剛石面銑刀、鏜刀、車刀、鉸刀、復合(組合)孔加工等數控刀具廣泛應用於高強度、高硬度矽鋁合金零件自動化生產線；
竹木地板及家具行業:聚晶、CVD厚膜沈積金剛石(復合)端銑刀、三面成型銑刀、面銑刀廣泛應用於高硬度復合竹木地板、家具、門窗等自動化生產線。
航空、航天、汽車和電子信息技術行業:金剛石CVD薄膜塗層數控刀具(主要是整體式WCO硬質合金刀具)多用於銑削、車削、鉆孔、鉸孔和擴孔高強度鋁合金(鑄造和鍛造)、纖維-金屬層壓板、碳纖維熱塑性復合材料、鎂合金、石墨、陶瓷等。，滿足高速、長壽命、高效率的要求。各廠商都在不斷改進金剛石塗層技術，提高金剛石膜與工具基體的結合牢度和密度；
精細(超精細)加工技術領域:單晶天然和合成金剛石工具用於各種精密儀器透鏡、鏡子、計算機磁盤、復印機(錄像機)和磁鼓的精細(超精細、納米級)車削。
單晶金剛石工具還用於眼科角膜手術的精細切割和印刷版的精細雕刻…以及其他行業。
各個廠家都在不斷提高各種金剛石工具的磨削技術、磨削精度和磨削效率。
●表面改性塗層材料主要包括:TiN、TiCN、TiALN、ALTiN、Al2O3、CrN、ZrC、MoS2、WS2…等。采用計算機控制的PVD、PCVD和CVD鍍膜技術。該塗層材料用於各種機床夾具(基體為高速鋼、WCo硬質合金和鈦基金屬陶瓷)的立銑刀、鉸刀、鉆頭、復合(組合)孔加工刀具、齒輪滾刀、齒輪插齒機、齒輪剃齒刀、成形拉刀(推桿)和可轉位刀片的表面改性塗層處理，可高速加工高強度高硬度鑄鐵(鋼)，使用壽命長。刀具表面改性塗層技術具有成本低、見效快的特點，可大大提高數控刀具的切削性能。該技術可根據各種切割技術要求靈活更換塗層材料，技術優越。各個廠家都在不斷改進塗層技術，改進塗層材料，開發納米級多功能塗層材料，以不斷提高塗層結合牢度、耐磨性和沖擊韌性為目標，盡力擴大應用範圍。
●鈦基金屬陶瓷(TiCN系列)數控刀具如可轉位車刀、鏜刀、鉸刀、銑刀、復合(組合)孔加工和整體立式(球頭)銑刀和鉸刀正在應用於高強度和高硬度鑄鐵(鋼)合金、鍛鋼合金、淬火鋼合金、耐熱合金和粉末冶金零件的自動化生產線，以滿足高速的要求。各廠家正在通過添加不同的微量元素和燒結技術開發新的金屬陶瓷產品，旨在不斷提高其抗彎強度、沖擊韌性和耐磨性。日本金屬陶瓷刀具已占硬質合金刀具總量的30% ~ 40%。在世界範圍內，這類工具的應用也在迅速擴大。
●立方氮化硼聚晶復合片銑刀(面銑刀、玉米齒端銑刀、球頭銑刀)、鏜刀、車刀、鉸刀、復合(組合)孔加工(釬焊和機夾可轉位兩種結構形式)等數控刀具廣泛應用於高強度、高硬度鑄鐵(鋼)合金、鍛鋼合金、淬火鋼合金、粉末冶金等零件的自動化生產線，滿足高速化的要求。
●可轉位車刀、銑刀等●al2o 3、Si3N4基陶瓷(晶須增韌)數控刀具應用於高強度、高硬度、耐磨鑄鐵(鋼)、鍛鋼、高錳鋼、淬火鋼、粉末冶金、工程塑料、耐磨復合材料生產線，滿足高速、高效、硬幹加工的技術要求。目前，各廠家通過在al2o 3和si3n 4基陶瓷材料中添加不同的微量元素，創新生產工藝，開發出新型中細顆粒陶瓷材料和功能梯度(多相)陶瓷材料，旨在不斷提高其抗彎強度和沖擊韌性。
3、鎢、鈷塗層和細顆粒(超細顆粒)硬質合金材料領先市:
w，CO細(中)顆粒硬質合金基體材料是為適應各種表面改性塗層材料的塗層技術要求，滿足各種加工技術對可轉位刀片切削性能的要求而開發的。超細硬質合金基體材料的研發和應用分為兩個方面:電子和信息技術產業中用於加工纖維-金屬復合材料層壓板的微型鉆頭和端銑刀，其基體材料向高韌性方向發展，表面鍍覆金剛石薄膜以增加刀具的表面硬度和耐磨性；模具行業、飛機、汽輪機、汽車等制造行業，用於切削高強度、高硬度的鑄鐵(鋼)、鍛鋼、鋁合金(鑄鍛)和粉末冶金材料，整體立銑刀(球頭銑刀)、特種擠壓銑刀、鉸刀(30mm < <直徑>φ 4mm)、鉆頭和復合(組合)孔加工刀具。壹般不鍍膜，多次重磨。
4.含鈷粉末冶金高速鋼材料:
創新的粉末冶金高速鋼(含Co)材料，通過改進粉碎和熱壓工藝，添加微量元素，制成各種成形拉刀(整體式和組合式)、高速滾刀、剃齒(開槽)齒輪刀具、絲錐、波形刃立銑刀、成形立銑刀和滾(擠)壓刀具，廣泛應用於汽車、摩托車、航空發動機、汽輪機等制造。根據切削工藝的不同要求，其表面塗有TiN、TiCN、TiALN、CrN、MoS2、ZrC…等塗層材料，以滿足高速、高效、硬精密加工的技術要求。
數控刀具材料是壹個活躍的材料科學和技術的領先城市。每壹個新產品都會使機械加工技術躍上壹個新的臺階，制造商們壹直非常重視這座領先城市的研發技術。
三、數控工具的新結構、新品種和科技發展趨勢
1，概述:
近年來，數控刀具的科技成果主要體現在多切削功能的研發及其刀片切削性能的提高，滿足了高速(超高速)、硬(包括耐熱、難加工)、幹、精(超精密)切削和高效數控加工的切削技術要求。隨著零件毛坯制造技術的進步，零件毛坯的幾何尺寸和切削余量控制更加精確。數控刀具新結構、新品種的研發主要集中在輕、中等負荷切削範圍，特殊孔加工、拉削、滾(擠)削、銑削、車削等五類刀具的變化較為活躍，開發了相應的刀具碎片切屑槽形狀。
2、數控工具系統:
近年來，出現了“HSK”工具系統逐漸取代各廠商開發的其他工具系統的發展趨勢。歐洲發達國家遵循德國DIN 69893-1 HSK工具系統標準，國際標準化組織為其制定了ISO/DIS標準。HSK工具系統具有動靜態剛度高、定位(旋轉)精度好、允許轉速高(≤150000p.r.m)的特點。既方便了計劃工具的管理，又節約了工具成本，從整體上降低了生產成本。最早應用於加工中心和數控鏜銑床，逐漸擴展到各種車床(車削中心)、磨床(磨削中心)、數控專機和數控加工自動生產線，幾乎涵蓋了所有刀具領域。
3、孔加工工具:
在刀具類別中，孔加工刀具是壹個大家族，其小改小革層出不窮。這裏，主要突出的新結構和品種簡述如下:
●數控鉆頭:
整體鉆頭:鉆尖刃口由對稱直線改進為對稱圓弧(r = 1/2d)以增加刃口，延長鉆尖壽命；鉆芯加厚，提高鉆體剛性，用“S”形十字刀片(或螺旋中心刀片)代替傳統十字刀片，減少軸向鉆孔阻力，提高十字刀片使用壽命；采用階梯鉆尖和不同頂角的負倒棱邊，提高切屑分離、斷屑、鉆削性能和孔加工精度；嵌入式模塊化硬(超硬)材料牙冠；油孔冷卻和大螺旋角(≤40°)結構。最近，已經開發了整體細晶粒陶瓷(Si3N4)和鈦基金屬陶瓷鉆頭。
機夾鉆頭:鉆尖采用矩形特殊對稱刃口和徑向自平衡鉆削力的可轉位刀片，取代其他幾何形狀的可轉位刀片，在徑向全面合成和平衡鉆削力，以減少鉆削振動，提高鉆尖的自定心性能、使用壽命和孔加工精度。
●加工復合(組合)孔的數控刀具；
它集成了鉆頭、鉸刀、鉸削刀具、擠壓刀具的新結構和新技術，集成式、機夾式、特種復合(組合)孔加工數控刀具的研發速度非常快。總的來說，采用嵌入式模塊化硬(超硬)材料切削刃(包括齒冠)、油孔內冷卻和大螺旋槽是目前的發展趨勢。
●數控鉸刀:
大螺旋角(≤45°)、無刃擠壓鉸孔、油孔冷卻的切削刃結構是其總體發展方向，最大鉸孔孔徑已達φ ≤ 400 mm。
●鉆孔工具:
單刃微調精密鏜刀正被多刃鉸刀、鉸刀和復合(組合)孔加工專用數控刀具所取代。國外已研制出壹種數控智能精密鏜刀，利用推拉桿在刀具系統中的軸向運動或高速離心力隨平衡滑塊運動，鏜削球面(曲面)、斜面、反向進給壹次性切削零件背面，代表了鏜刀的發展方向。
●龍頭:
研制了壹種大螺旋角(≤45°)絲錐，其切削錐面根據被加工零件的軟硬情況設計了特殊的前角和前角。
●鉸孔(鉸孔)刀:
目前鉸(沈)孔刀具的發展方向是多刃、多種數控刀柄和模塊化可調微型刀柄的結構。
4、數控銑刀:
整體端銑刀:硬質合金端銑刀的側刃采用大螺旋角(≤62°)的結構，端銑刀頭的過中心端刃常呈圓弧形(或螺旋中心刃)和負刃傾角，增加了切削刃長度，提高了切削穩定性、工件臺精度和刀具壽命。適應數控高速穩定三維空間銑削技術的要求。
機夾立銑刀:由各種機夾立銑刀的可轉位刀片(常帶有三維斷屑槽)組成的側齒、端齒和過心刃端齒(均為短切削刃)，能滿足數控高速穩定三維空間銑削的技術要求。
數控銑刀是通過計算機輔助設計、切削仿真和數控加工技術形成和制造的。
機夾式數控面銑刀:刀體趨向於輕質高強度鋁鎂合金，切削刃采用大前角和負刃傾角，可轉位刀片(各種幾何形狀)有立體斷屑槽。
數控銑刀和專用復合孔加工刀具應采用高速旋轉體動平衡和安全夾緊技術。有些高速旋轉的刀體還利用空氣動力學原理和旋風冷刃口，降低幹切削時刃口的溫度，提高刀具壽命。
5、車刀、
開槽切削型車刀是集車削端面、外圓、仿形、開槽、切削、倒角於壹體的多功能車刀。刀片夾緊方式采用嵌入式彈性刀體和自定位固定切削力的結構，非常適用和新穎。
6、拉刀:
在現代數控加工技術的支持下，我們利用專用數控機床開發了各種用於外輪廓精密成形、復合拉削和車拉復合成形的專用拉削工具。部分汽車零部件批量生產效率提高數十倍，產品質量和精度非常穩定。
7、其他工具:
汽車、摩托車小模數漸開線外齒輪、花鍵軸零件批量生產技術，采用滾揉無屑加工技術，開發專用工具和專用數控機床，使特定工件批量生產效率提高數十倍，質量和精度非常穩定。
四。結束語
拉、滾、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發加工觀念的巨大變革，專用數控機床領域的刀具材料和創新科技成果的集成也會產生巨大的社會效益和經濟效益。
近年來，數控加工技術的飛速發展為數控機床結構的基礎科學研究和新產品的研發創造了條件。世界各大廠商生產的數控機床刀具種類繁多，規格之多，數量之多往往令人目不暇接，無濟於事。現就數控刀具的科普知識及近年來數控刀具材料、結構、新產品、科技現狀及發展趨勢等方面對其進行概述，以此作為闡述，讓數控刀具了解相關新產品信息。分類簡述二、數控刀具、數控刀具材料新產品科技現狀及發展趨勢概述1，:近年來，基礎科研成果集用於數控刀具材料新產品中的高速(高速)、硬(包括耐熱和硬加工)、幹、精(超精)數控加工技術。工具材料新產品研發在超硬材料(表面改性金剛石、塗層材料、TIC基金屬陶瓷、CBN、Al203、Si3n4基陶瓷類)、w、CO類、塗層和細顆粒(超細顆粒)含Go粉末冶金高速鋼和硬質合金基體等領域進展較快。2、超硬材料:金剛石(釬焊多晶、單晶)刀具被迅速應用於高硬度、高強度、難加工的彩色金(合金)和有色金屬-非金屬復合材料零部件的高速、高效幹(濕)加工行業。它們的概況如下:汽車和摩托車行業:使用聚晶、人造單晶金剛石面銑刀、鏜刀、車刀、鉸刀、復合(組合)制孔數控刀具，如矽鋁高強度、高硬度合金零件的自動化生產線；竹地板和家具行業:聚晶、CVD金剛石厚膜沈積(PDC)銑刀、三面銑刀、刀具等工具廣泛應用於高硬度竹木地板、家具、門飾部件的自動生產線上；航空、航天、汽車及電子和信息技術行業:CVD金剛石薄膜塗層數控刀具(WCO級整體膠結)適用於銑削、車削、鉆孔、鉸孔以及用進給頭加工高強度鋁合金(鑄造、鍛造)、纖維金屬板、碳纖維增強熱塑性復合材料、鎂合金、石墨、陶瓷等零件，滿足高速、高壽命、幹加工技術要求。各廠商都在不斷開發金剛石塗層工藝技術，提高類金剛石薄膜與工具基體的結合牢度和結合密度；精細(超精)加工技術:單晶透鏡與天然和合成金剛石刀具用於精密儀器、鏡子、計算機磁盤、復印機(VCR)鼓SB工作精細(超精細和納米)車削；單晶金剛石刀具還被應用於眼角膜手術精細切割和精細印版雕刻等行業。制造商們正在不斷改進金剛石刀具的磨削技術，磨刀...