數(shù)控刀具的主要特征是滿足數(shù)控機(jī)床加工的要求,其在刀具結(jié)構(gòu)上必須同時(shí)滿足數(shù)控加工高效率自動(dòng)化的要求,并具有專業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。同時(shí),專業(yè)化生產(chǎn)又根據(jù)專業(yè)性較強(qiáng)的不同機(jī)械加工工藝特征分類組織。歸納起來,數(shù)控刀具的結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):
(1)以機(jī)夾可轉(zhuǎn)位及整體式刀具結(jié)構(gòu)為主流機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具結(jié)構(gòu)是數(shù)控刀具的主選結(jié)構(gòu)方案,幾乎所有加工工藝用刀具均可見到機(jī)夾式刀具的身影,如機(jī)夾式車刀機(jī)夾式銑刀,機(jī)夾式孔加工刀具(如鉆、鏜、鉸削刀具),甚至螺紋加工刀具如機(jī)夾式螺紋銑刀等,可以說機(jī)夾式刀具結(jié)構(gòu)是數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)的重中之重。
但是,對(duì)于結(jié)構(gòu)尺寸較小及切削部分相對(duì)復(fù)雜的刀具,整體式刀具結(jié)構(gòu)仍然在數(shù)控刀具體系中占有重要的一席之地。如整體式立式銑刀、麻花鉆、機(jī)用鉸刀、絲錐等。
數(shù)控加工中傳統(tǒng)的焊接式結(jié)構(gòu)應(yīng)用較少,傳統(tǒng)的以普通高速工具鋼材料制造為主的整體式刀具,已逐漸朝著粉末冶金高速工具鋼整體式刀縣和整體式硬質(zhì)合金刀具方發(fā)展。
(2)完善的工藝分類數(shù)控刀具專業(yè)化生產(chǎn)的數(shù)控刀具通常按加工工藝進(jìn)行分類,如數(shù)控車削刀具、數(shù)控銑削刀具、數(shù)控鏜削類刀具、孔加工類刀具……,以及刀柄與工具系統(tǒng)等。
(3)刀具的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜如數(shù)控車削刀具廣泛采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式結(jié)構(gòu),其刀片不僅外形結(jié)構(gòu)多樣,且前面的變化較大,同時(shí)刀桿(即刀體)的結(jié)構(gòu)也較傳統(tǒng)車刀更為復(fù)雜,特別是適應(yīng)快換以及車削工具系統(tǒng)的刀具。數(shù)控銑削類刀具也類似,其復(fù)雜性也是顯而易見的,以立式銑刀為例,即使是平端面的圓柱立銑刀,也常見端面切削刃過中心的結(jié)構(gòu),以適應(yīng)數(shù)控刀具經(jīng)常軸線進(jìn)給加工的特點(diǎn);為適應(yīng)復(fù)雜曲面的銑削加工圓角銑刀(又稱圓鼻銑刀)和球頭銑刀也是數(shù)控銑削加工主流的刀具結(jié)構(gòu)型式。鏜孔加工刀具特別是可調(diào)鏜刀的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性是不言而喻的。機(jī)夾式面銑刀、三面刃銑刀等各種機(jī)夾式銑刀,其刀片與刀體的結(jié)構(gòu)都是較為復(fù)雜的。但數(shù)控刀具作為專業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)物,即使結(jié)構(gòu)有一定的復(fù)雜程度,但對(duì)于大批量的專業(yè)化生產(chǎn),其性價(jià)比仍然是較高的。
(4)刀具涂層技術(shù)的廣泛采用刀具涂層是數(shù)控刀具重要的結(jié)構(gòu)特征,已廣泛應(yīng)用于數(shù)控加工刀具中,當(dāng)今的刀具涂層技術(shù)已由單層涂層逐漸發(fā)展為多層多材質(zhì)涂層結(jié)構(gòu)。
(5)刀柄及刀具工具系統(tǒng)刀柄是刀具與機(jī)床主軸過渡的橋梁,它一頭連接著各種刀具,而另一頭與機(jī)床主軸匹配相連接,學(xué)習(xí)數(shù)控刀具必須掌握各種刀柄錐柄的結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn),并掌握各種不同刀具的連接固定方式。工具系統(tǒng)作為完善的刀具與機(jī)床連接體系,數(shù)控加工工作者必須多加關(guān)注與研究,找到適合自身的應(yīng)用方式。數(shù)控車削加工中,刀具與機(jī)床的連接部分多稱為刀體或刀桿,隨著國內(nèi)高檔數(shù)控車床、車削中心甚至車銑復(fù)合機(jī)床的不斷普及,數(shù)控車削類刀具的刀桿及其工具系統(tǒng)必將廣泛應(yīng)用。學(xué)習(xí)與選用刀柄、刀桿以及工具系統(tǒng)必須多關(guān)注專業(yè)化廠家的刀具樣本以及相應(yīng)的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)。
總而言之,數(shù)控刀具的結(jié)構(gòu)相對(duì)傳統(tǒng)加工的刀具結(jié)構(gòu)而言,其結(jié)構(gòu)還是復(fù)雜與多樣的。