加工中心的刀柄和刀具

加工中心的刀柄和刀具

由于加工中心加工时离心力和振动的影响，要求安威刀具具有很高的几何精度和装夹重复***精度以及很高的刚度和高速动平衡的安全可靠性。由于数控铣床加工时较大的离心力和振动等特点，传统的7:24锥度刀柄系统在进行高速切削时表现出明显的刚性不足、重复***精度不高、轴向尺寸不稳定等缺陷，主轴的膨胀引起夹紧机构质心的偏离，影响刀具的动平衡能力。

目前应用较多的是HSK高速刀柄和国外现今流行的热胀冷缩紧固式刀柄。热胀冷缩紧固式刀柄有加热系统，刀柄一般都采用锥部与主轴端面同时接触，其刚性较好，但是可换性较差，一个刀柄只能安装一种连接直径。此类加热系统比较昂贵，在初期时采用HSK类的刀柄系统即可。当企业的数控铣床数量超过3台以上时，采用热胀冷缩紧固式刀柄比较合适。

安威刀具是加工中心加工中***活跃重要的因素之一，它直接影响着加工效率、制造成本和产品的加工精度。在高速加工过程中要承受高温、高压、摩擦、冲击和振动等载荷，高速切削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性，即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。数控铣床加工的刀具技术发展速度很快，应用较多的如金刚石(PCD)、立方氮化硼(CBN)、***具、涂层硬质合金、(碳)氮化钛硬质合金TIC(N)等。

在加工铸铁和合金钢的切削刀具中，硬质合金是***常用的刀具材料。硬质合金耐磨性好，但硬度比立方氮化硼和陶瓷低。为提高硬度和表面光洁度，采用刀具涂层技术，涂层材料为氮化钛(TiN)、氮化铝钛(TiALN)等。涂层技术使涂层由单一涂层发展为多层、多种涂层材料的涂层，已成为提高加工中心切削能力的关键技术之一。直径在10~40mm范围内，且有碳氮化钛涂层的硬质合金刀片能够加工洛氏硬度小于42的材料，而氮化钛铝涂层的能够加工洛氏硬度为42甚至更高的材料。

加工中心高速切削钢材时，安威刀具材料应选用热硬性和疲劳强度高的P类硬质合金、涂层硬质合金、立方氮化硼（CBN）与CBN复合材料（WBN）等。切削铸铁，应选用细晶粒的K类硬质合金进行粗加工，选用复合氮化硅陶瓷或聚晶立方氮化硼（PCNB）复合进行精加工。精密加工有色金属或非金属材料时，应选用聚晶金刚石PCD或CVD金刚石涂层刀具。选择切削参数时，针对圆刀片和球头铣刀，应注意有效直径的概念。

加工中心铣削刀具应按动平衡设计制造。前角比常规刀具的前角要小，后角略大。主副切削刃连接处应修圆或导角，来增大刀尖角，防止刀尖处热磨损。应加大刀尖附近的切削刃长度和刀具材料体积，提高刀具刚性。在保证安全和满足加工要求的条件下，悬伸尽可能短，刀体***韧性要好。

加工中心刀柄要比刀具直径粗壮，连接柄呈倒锥状，以增加其刚性。尽量在系统***留有冷却液孔。球头立铣刀要考虑有效切削长度，刃口要尽量短，两螺旋槽球头立铣刀通常用于粗铣复杂曲面，四螺旋槽球头立铣刀通常用于精铣复杂曲面。