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数控刀具

用小直径可转位刀具替换整体硬质合金刀具

长期以来，整体硬质合金旋转刀具主控着直径小于20mm的刀具市场。人们对整体硬质合金刀具产生这一由来已久的认知，往往出于为刀具的可靠性做出***的选择。可转位刀具的制造商们甚至没有能成功地渗入占领这一整体硬质合金刀具的堡垒。

下面列举人们在做出选择时考虑的两个重要因素：其一，从获取高精度加工的角度来看，整体硬质合金刀具比可转位刀具更有优势，直径越小，整体硬质合金刀具的优势就越明显。然而，随着整体硬质合金刀具直径的减小，刀具精度降低（如跳动精度），这将对刀具寿命带来显著的影响。其二，可转位刀具由可转位刀体、可转位刀片以及装配用机械夹紧部件组成，夹紧螺钉或楔块之类的夹紧部件用以确保刀片安置于刀体***槽内。意欲缩减刀具直径，减小装配组件尺寸很有必要。然而，紧固零部件尺寸的缩小会导致其强度减弱，使得刀具不能承受常规切削参数下的切削载荷。这会严重限制刀具的应用范围；进而使得刀具整体装配结构变弱甚至失效。

事实上，相比于可转位刀具的概念，小直径整体硬质合金刀具的价格往往更高，这使大家进一步意识到小直径范围内可转位刀具的重要性。

提供可转位刀具作为选择

在上述直径范围内使用可转位刀具有几个显著的优势，这在用户眼里非常具有吸引力。在许多案例中，特别是粗加工切削刃失效时，采用可转位刀具时仅需对刀片进行简单的转位操作，非常经济合算；而采用整体硬质合金刀具时则需用全新的刀具替换已报废的刀具。采用可转位刀具还带来额外的好处，那就是免除了对失效的整体硬质合金刀具进行既浪费时间也浪费资源的重磨及重涂层操作。

刀具制造商们迎接来自整体硬质合金刀具概念的挑战并取得了显著的进展，开发出基于可靠设计且具有商业化可行性的小直径可转位刀具。在这一方向的努力已经有了成果，夹持可转位刀头或可转位刀片的铣刀及钻头已能用于替代整体硬质合金刀具。

颇具竞争力的性能

可换硬质合金刀头式刀具的推出昭示着关注焦点的转变。例如，伊斯卡就推出了两种基于这一理念的刀具，那就是变形金刚立铣刀（MULTI-MASTER）系列及变色龙钻（CHAMDRILL）系列。

新式刀具凭借其性能及精度特性在功能上能与整体硬质合金刀具设计相匹敌。这类系列的共性是，一个刀头能装夹于不同的刀体；反之一个刀体能装夹不同的刀头，有助于生成丰富多样的装配组合，促成刀具库存件数的减少。

另一重要的设计—“快换刀头，无停机时间”，也是可换头式刀具的特征之一，因无需浪费时间在重新装夹调试刀具上，能实现刀体夹持于机床主轴上就能在机更换失效的刀头。这能消减加工周期，并进而降低生产成本。与此相反，当整体硬质合金铣刀或钻头失效，新一轮的刀具装卸周期则不可避免。

另外，这一概念确保继承了整体硬质合金刀具的所有相关优点。在所探讨的直径范围内，“可换刀头式”硬质合金刀具凭借其原理在刀具设计方面具有更明显的优势和特点。变形金刚立铣刀系列（MULTI-MASTER）小直径为5mm；束魔变色龙钻（SUMOCHAM）小直径为6mm；变形金刚立铣刀还能用于加工沉头螺钉孔，中心钻小直径为1mm。

LOGIQ系列带来全新的视角

伊斯卡全新逻辑·智胜LOGIQ系列推出了小规格的可转位旋转刀具。公司推出好几个系列的名义直径不大于20mm的刀具。接下来扼要地回顾这些系列以更清晰地理解这些新式刀具是否能打破整体硬质合金刀具的壁垒。

***让人感兴趣的是新系列可转位铣刀，直径范围为8-16mm。这些系列推荐用于方肩铣或大进给铣削。具有几个共性的特点：夹持带3个切削刃的三角形刀片，紧固刀片的机械部件为夹紧螺钉。然而，看上去相似的结果却来自于不同的设计思路。HELI3MILL 及 MICRO3FEED系列铣刀直径范围为10-16mm，采用了经典的刀片锁紧设计，即夹紧螺钉通过刀片中心孔对刀片进行夹紧；而NANMILL 及NANFEED系列铣刀直径范围为8-10mm，采用了以下概念的夹紧方式。在如此小的直径范围内，如前所提的过刀片中心孔夹紧螺钉，无法提供可被接受可实操的解决方案。在新的概念中，螺钉置放于刀片前刀面上方，夹紧螺钉头充当了楔块的角色。这提供了可靠的刚性夹紧，刀片因无中心孔的结构而均质耐用，使得刀片转位简捷。

按预计，这些系列将用于紧凑部件的制造，不同工业领域如模具工业的小尺寸型腔铣、挖槽加工以及小型零部件的铣削加工，也用于小型零部件的生产制造。

小改变带来大冲击

1mm的改变是多还是微不足道？对于小直径范围内的可转位刀具而言，这将带来大大的不同。伊斯卡新推出直径为5mm的束魔变色龙钻（SUMOCHAM）刀头，标志着为可换头式钻头应用范围带来了重大的进步。

在小直径范围内，可换头式刀具能提供高精度及高性能的优势，使得其成为传统的整体硬质合金刀具的有力的竞争对手。可转位刀具正在切入金属切削实践领域，这值得引起大家的关注。

CNC加工过程常见问题点及改善方法

一、工件过切

原因：

弹刀，刀具强度不够太长或太小，导致刀具弹刀。操作员操作不妥。切削余量不均匀。（如：曲面旁边面留0.5，底面留0.15）切削参数不妥。（如：公役太大等）

改进：

用刀原则：能大不小、能短不长。添加清角程序，余量尽量留均匀。（旁边面与底面余量留共同）合理调整切削参数，余量大角落处修圆。运用机床SF功能，操作员微调速度使机床切削达到蕞佳作用。

二、分中问题

操作员手动操作时不晶确。模具周边有毛刺。分中棒有磁。模具四边不垂直。

手动操作要重复进行仔细查看，分中尽量在同一点同一高度。模具周边用油石或锉刀去毛刺在用碎布擦干净，***终用手承认。对模具分中前将分中棒先退磁。（可用陶瓷分中棒或其它）校表查看模具四边是否垂直。（垂直度差错大需与钳工反省方案）

三、对刀问题

操作员手动操作时不晶确。刀具装夹有误。飞刀上刀片有误。（飞刀本身有必定的差错）R刀与平底刀及飞刀之间有差错。

手动操作要重复进行仔细查看，对刀尽量在同一点。刀具装夹时用风枪吹干净或碎布擦干净。飞刀上刀片要测刀杆、光底面时可用一个刀片。单独出一条对刀程序、可避免R刀平刀飞刀之间的差错。

四、撞机-编程

安全高度不够或没设。（快速进给G00时刀或夹头撞在工件上）程序单上的刀具和实践程序刀具写错。程序单上的刀具长度（刃长）和实践加工的深度写错。程序单上深度Z轴取数和实践Z轴取数写错。编程时座标设置过错。

对工件的高度进行晶确的测量也确保安全高度在工件之上。程序单上的刀具和实践程序刀具要共同。（尽量用主动出程序单或用图片出程序单）对实践在工件上加工的深度进行测量，在程序单上写清楚刀具的长度及刃长。（一般刀具夹长高出工件2-3MM、刀刃长避空为0.5-1.0MM）在工件上实践Z轴取数，在程序单上写清楚。（此操作一般为手动操作写好要重复查看）

五、撞机-操作员

深度Z轴对刀过错·。分中碰数及操数过错。（如：单边取数没有进刀半径等）用错刀。（如：D4刀用D10刀来加工）程序走错。（如：A7.NC走A9.NC了）手动操作时手轮摇错了方向。手动快速进给时按错方向。（如：-X 按 X）

深度Z轴对刀必定要注意对刀在什么方位上。（底面、顶面、剖析面等）分中碰数及操数完成后要重复的查看。装夹刀具时要重复和程序单及程序对照查看后在装上。程序要一条一条的按顺序走。在用手动操作时，操作员自己要加强机床的操作熟练度。在手动快速移动时，可先将Z轴升高到工件上面在移动。

六、曲面精度

切削参数不合理，工件曲面表面粗糙·。刀具刃口不锋利。刀具装夹太常，刀刃避空太长。排屑，吹气，冲油欠好。编程走刀方法。（可以尽量考虑走顺铣）工件有毛刺。

切削参数，公役，余量，转速进给设置要合理。刀具要求操作员不定期查看，不定期替换。装夹刀具时要求操作员尽量要夹段，刀刃避空不要太长。对于平刀，R刀，圆鼻刀的下切，转速进给设置要合理。工件有毛刺：根咱们的机床，刀具，走刀方法有直接关系。所以咱们要了解机床的功能，对有毛刺的边进行补刀。

七、崩刃

原因及改进：

进给太快 —减慢到合适的进给速度切削开始时进给太快 —切削开始时减慢进给速度夹紧松(刀具) —夹紧夹紧松(工件) —夹紧刚性缺乏(刀具) —用允许的***段的刀，柄部夹的深一点，另外试下顺铣刀具的切削刃太尖 —改动软弱的切削刃角，一次刃机床和刀柄刚性缺乏 —用刚性好的机床和刀柄

八、磨损

原因及改进：机台转速太快 —减慢，加足够的冷却液硬化资料 —用高挡刀具、东西资料，添加表面处理方法切屑粘附—改动进给速度，切屑大小或用冷却油或风枪整理切屑进给速度不妥(太低) —添加进给速度，试下顺铣切削视点不合适 —改动为适当的切削视点刀具的一次后角太小—改动成较大的后角

九、损坏

进给太快—减慢进给速度切削量太大—用较小的每刃切削量刃长和全长太大 —柄部夹的深一点，用段的刀，试一下顺铣磨损太大 —在初期再研磨

十、振纹

进给和切削速度太快

—修正进给和切削速度

刚性缺乏(机床和刀柄) —用较好的机床和刀柄或改动切削条件后角太大 —改动成较小的后角，加工刃带(用油石磨一次刃)夹紧松 —夹紧工件

◆ 考虑速度、进给量

速度、进给量和切削深度三个要素的相互关系是决议切削作用***重要的要素，不合适的进给量和速度常常导致生产量下降、工件质量差、刀具损坏大。

运用低速度规模用于：高硬度资料固执大的资料难切削的资料

螺纹加工在机械加工中占有必定方位，特别是对一些管件联接加工就显得特别重要，如米、英寸制螺纹加工、石油管螺纹加工、锥度螺纹加工等方面。

特征及选用

（一）螺纹车刀特征及使用范围

常见的螺纹车刀有：焊接式硬质合金车刀、硬质合金单刃机夹式螺纹车刀、硬质合金机夹可转位式螺纹车刀及棱体螺纹车刀、圆体螺纹车刀等。

焊接式硬质合金车刀，具有制作简略、重磨方便等长处，但一起对机床操作者的螺纹刀具修磨水平要求较高，常用于小工厂或单件零件的加工。硬质合金单刃机夹式螺纹车刀与硬质合金机夹可转位式螺纹车刀，因为刀片装夹敏捷可靠、重复***精度高挡特征，具有较高的切削速度及功率，广泛使用于机械加工企业。常用于车削各类不同的表里螺纹。

棱体型螺纹车刀及圆体型螺纹车刀，一般用于多齿螺纹加工，具有***、高精度等特征，但该类螺纹车刀具有结构稍显凌乱、制作及修磨较困难等缺点，仅使用于环套类零件的大螺孔加工，现在该类螺纹刀具渐渐被梳齿螺纹铣刀代替。

（二）螺纹车刀结构方法及底子标准

1．单刃机夹式螺纹车刀的结构及底子标准***标准GB/T10954—2006别离规则了机械夹固式硬质合金螺纹车刀的结构。所用的刀片方法如图所示。

a）外螺纹车刀 b）内螺纹车刀

2.机夹可转位式螺纹车刀的结构方法及底子标准 机夹可转位式螺纹车刀现在尚无***标准，其结构方法及底子标准可参考图，所用可转位刀片如图所示。

典型机夹可转位螺纹车刀夹紧结构有螺钉式、楔块式和上压式等，可根据具体情况自行选用。

螺钉式机夹可转位螺纹车刀

1－刀垫 2－刀垫夹紧螺钉 3－刀片夹紧螺钉 4、5－扳手

楔块式机夹可转位螺纹车刀

1－刀垫 2－中心销 3、5－扳手 4－楔块组件

机夹可转位式螺纹车刀加工如图所示.