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高速刀具的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
閱讀：215 發(fā)布時(shí)間：2021-11-14(1)刀體結(jié)構(gòu)
高速銑刀在很高的回轉(zhuǎn)速度下工作時(shí)，其刀體和可轉(zhuǎn)位刀片均受到很大的離心力作用，
要求設(shè)計(jì)十分可靠的刀體結(jié)構(gòu)和刀片夾緊結(jié)構(gòu)。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能實(shí)現(xiàn)一個(gè)作
用力的封閉連接；刀體結(jié)構(gòu)形式要求與刀片之間形成封閉連接；刀片裝卸應(yīng)盡可能容易；刀
片夾緊機(jī)構(gòu)要有足夠的夾緊力。圖8—5中給出了三種刀體與刀片的安裝夾緊形式。為了調(diào)節(jié)刀具的不平衡度在刀體上徑向安裝了調(diào)整螺釘。
在高速切削中采用的平面銑刀刀體現(xiàn)已使用鋁合金制造，其優(yōu)點(diǎn)是刀具重量約為鋼的
60％，明顯降低了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使達(dá)到主軸轉(zhuǎn)速的時(shí)間大為縮短，有利于刀具的更換；大
尺寸刀具不容易產(chǎn)生顫動(dòng)。日本住友電氣工業(yè)公司的RF型號(hào)刀體的鋁合金，其抗拉強(qiáng)度為
576N／mm2，硬度150HB，是一般鋁合金的2倍。為了提高鋁合金刀體的表面硬度，采用表面硬質(zhì)氧化膜處理，可使表面硬度達(dá)到350一400Hv。
為了提高刀具的剛度，鉆頭、立銑刀等小直徑刀具均設(shè)計(jì)為整體硬質(zhì)合金，并被廣泛應(yīng)
用于印刷線路板的高速鉆fL和儀表軍件的高速加工上，已在模具高速切削中成為主流刀具。
為了更好地冷卻，出現(xiàn)了帶冷卻孔結(jié)構(gòu)的刀具設(shè)計(jì)。為了容易排屑，將鉆頭的槽形設(shè)計(jì)成拋
物線截面；為了得到更好的加工表面，簡(jiǎn)化后續(xù)工序，廣泛采用cBN球頭立銑刀。
斷屑刀片在自動(dòng)化機(jī)床上已成為重要的斷屑手段，由于走刀量和切削深度影響斷屑效
果，所以選擇和應(yīng)用較為困難。目前，日本東芝鎢公司生產(chǎn)的N系列斷屑刀片有Nm和Ns
兩種，可根據(jù)走刀量和切削深度分別用于粗加工和精加工，有助于選擇和應(yīng)用。而日本三菱
材料公司研制的Hyb；d MillAQx型立銑刀，使用特殊形狀的刀片，可以兼作多功能、高
性能切削。
刀具技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)趨勢(shì)是開(kāi)發(fā)多功能刀具或?qū)Ｓ玫毒撸匆蟮毒咴谝淮伟惭b中能
完成多道工序，或減少換刀次數(shù)，提高數(shù)控機(jī)床的效率，減少刀具的品種和庫(kù)存的數(shù)量，降
低制造成本。如IscAR公司的“霸玉刀”是多功能車(chē)刀的一個(gè)例子。
(2)刀具的刃形
切削刃邊界的缺口破損和刀尖處的熱磨損是高速切削刀具的另一特征，因此，設(shè)計(jì)應(yīng)使
主、副刀刃在刀尖處逐漸過(guò)渡，增大刀尖角，加大刀尖區(qū)切削刃的長(zhǎng)度和刀具材料的體積，
以減緩邊界處的應(yīng)力拂度和溫度梯反。
高速切削刀具的切削部分應(yīng)盡量短，以提高刀具酌剛性相減少刀刃破損的概率。如陶瓷
銑刀的切削部分就較短，而鉆頭副刀刃的倒錐就比較大。目前，瑞士的Mikron公司還致力
于刀尖刃口開(kāi)刃槽的研究，以改善切削效果。
(3)刀具的主要切削角度
高速切削在前刀面緊靠刀刃處形成月牙洼磨損，減弱了刀刃的強(qiáng)度和散熱能力。減小前
角或取副前角可有效減少月牙洼對(duì)刃口造成的不良影響。表8—5所示的高速切削與普通切削刀具的前、后角的對(duì)比，可見(jiàn)無(wú)論切削問(wèn)種材料，高速切削比普通切削的前角約小10。，后角約大5。一8。。而高速切削不同種類(lèi)材料時(shí)，刀具前、后角的增減規(guī)律與普通切削相同。表8—6為幾種用于高速切削的刀具角度，車(chē)刀前角的取值范圍較大，立銑刀因具有螺旋刃，刀齒逐漸切人，沖擊小，可取較大的前角，但高速切創(chuàng)立銑刀的螺旋角較小，前角取值也不應(yīng)太大。