关于机械展刀刀柄的信息

数控刀柄的发展及选择方法

对于数控刀柄的发展来说机械展刀刀柄，高精度、高可靠性、高速、高效、复合及环保是先进切削技术的发展趋势。数控刀柄制造技术的发展主要集中在如下几个方面：刀具涂层制造技术、刀具结构设计制造技术、刀具材料制造技术、连接数控刀柄和数控机床的工具系统制造技术以及切削数据库等相关软件技术。

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数控刀具涂层制造技术

刀具涂层是决定刀具切削性能尤其是刀具切削效率和可靠性的另一项关键技术机械展刀刀柄，符合节约性发展的要求：切削效率显著提高机械展刀刀柄，刀具性能明显改善、使用寿命成倍增加，既节省了资源，又降低了成本。近年来，刀具涂层技术发展空前迅猛，新的涂层装备和涂层材料层出不穷。在传统的TiN、TiC、TiCN、Al2O3涂层的基础上，发展了高温红硬性更好的TiAlN、TiBN、TiAlBN、CrN、CrC、SN2等新涂层，以及可改善自润滑性能的软涂层MoS2。金刚石涂层、类金刚石涂层DCL以及CBN涂层等也得到了快速的发展。

纳米涂层结构在同样的涂层情况下可显著提高涂层性能，备受重视。

目前，切削刀具的涂层工艺主要采用化学涂层（CVD）和物理涂层（PVD）二大类。由于物理涂层工作温度低，对刀具基体强度影响小，保持刀具几何精度和刃口切削性能好，因此使用较多。

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数控刀具结构设计制造技术

数控刀柄和可转位数控刀片结构及几何参数的创新优化设计，如新型精密成型的断屑槽型的开发，有效地改善了刀具的切削性能。近年来，数控组合刀具和复合刀具的开发步伐加快。如波状切削刃粗切滚刀和精切滚刀组合、齿轮滚刀和去毛刺刀具组合均使滚削加工效率得到了提高。为了适应CNC复合车铣加工中心的要求，在工件一次安装中完成平面、圆柱面、孔以及螺纹切削加工的要求，开发了满足车铣自动换刀的新型数控刀柄。株洲钻石投资引进技术、上工和SU的合作都将进一步提高我国数控刀柄和齿轮刀具的设计制造水平。

工具系统将数控刀柄与数控机床主轴精密牢固连接，决定刀具的夹持精度，传递刀具的切削运动和动力。对于高速高效加工，传统的采用单面（锥面）约束夹紧、带有7∶24锥度的工具系统已经不能满足要求，而HSK工具系统（带有1∶10锥面）得到了推广应用。它采用双面（锥面和端平面）约束夹紧原理，接触刚度和传递扭矩大大提高，近年在国内的推广也有所进展，但主要是与进口机床配套使用，其主要原因在于机床主轴和工具系统的制造中基准的建立和传递、计量检测装备和手段的配备问题。

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数控刀具材料制造技术

切削刀具材料是决定刀具切削性能尤其是刀具切削效率和可靠性的基础。“对症下药”，针对工件的特点（材料性能、加工余量、批量、要求等）开发匹配的特定刀具材质是当今的一个发展趋势。钴高速钢、粉末冶金高速钢、硬质合金（包括超细颗粒硬质合金）以及陶瓷、金属陶瓷等材料在数控刀柄上得到了迅速推广和广泛应用。尤其是数控刀柄、可转位不重磨刀片用硬质合金牌号近年来发展迅速，占主要份额。亚微米级超细颗粒硬质合金材料显著提高了刀具的切削机械性能（强度、硬度）。

对于复杂成型数控齿轮刀具，钴高速钢和粉末高速钢则大有取代传统高速钢的趋势。随着有色金属材料、有机复合材料甚至木材等切削加工需求的增加，尤其是汽车（气缸体、气缸盖、活塞等）、航空航天、军工、家具制造业的发展，硅铝合金、铝镁合金、复合蜂窝材料零件以及淬硬工件的加工，推动了聚晶金刚石（PCD）、立方氮化硼(CBN)等超硬刀具材料制造技术的进步。环保要求的提倡，干切削技术和微量冷液却、低温气冷却技术应运而生，对切削刀具材料（及涂层）的抗高温性能提出了新要求 —— 优良的高温红硬性、高温抗粘合性、高温摩擦性能等对实施干切削数控刀柄的使用性能至关重要。

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数控刀柄测量仪器

为确保高切削性能、高精度、形状和结构复杂的数控刀柄的质量，数控刀柄检测仪器得到重视。如德国Zoller公司的Saturn系列CCD数控刀柄预调仪、Schenck公司的TooldyneSV数控刀柄动平衡检测仪等发展迅速，国外高端新产品不断进入市场。德国BLUM公司和英国RENISHAW公司的非接触式在机数控刀柄检测仪，采用了喷气装置，能在数控机床加工过程中，在刀具快速回转时在机床上精密检测并设置刀具的长度、半径、径向跳动，也可监控刀具刃口形状误差和破损。此外还能测量并补偿因温度变化造成的刀具相对位置误差，提高了机床的加工精度。

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数控刀柄闭环制造系统

将测量技术和装备集成于数控刀柄的机械加工制造过程中，推动了数控刀柄数字化制造技术的发展。德国WALTER公司的数控刀柄闭环制造系统和Klingelnberg公司的弧锥齿轮刀具闭环制造系统就是这项数控刀柄先进制造技术的实例。系统通过计算机通讯，可实现从CAD、CAM、CAI到CAM再加工直至质量达到要求，实现数控刀柄“零废品”制造。数控刀柄整个制造系统信息实现了集成和融合。数控刀柄切削数据库集成于数控机床，也是数控切削技术发展的一个重要内容。我国已开始探索起步。实现该技术的关键是数据的可行性和实用性。成都工具研究所在网上开通的金属切削数据库查询服务工作集成了工具所从“六五”以来的相关研究成果。随着切削技术的发展，尤其是高速、高效、难加工材料切削技术的发展，数据库应适应发展需要，不断更新、补充和提高。

对于数控切削加工系统而言，必须重视数控刀柄制造技术的发展，重视切削机理、数控刀柄的设计、材料、制造工艺、刃口强化技术、表面强化技术、数控刀柄检测技术直至数控刀柄切削数据库等数控刀柄制造全过程的技术发展和质量管理。采用先进信息技术，将数控刀柄制造闭环系统中各个环节（包括应用）的信息进行集成、分析、诊断、反馈，以提高制造质量和水平，这对于数控刀柄制造技术的发展至关重要，对于数控切削加工技术的发展也至关重要。

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数控刀柄的选择方法

数控刀柄分类：

加工各种外表面的数控刀柄，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；

孔加工数控刀柄，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；

螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；

齿轮加工数控刀柄，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工数控刀柄等；

切断数控刀柄，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。

此外，还有组合数控刀柄。

按切削运动方式和相应的刀刃形状，数控刀柄又可分为三类。

通用数控刀柄，如车刀、刨刀、铣刀（不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀）、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；

成形数控刀柄，这类数控刀柄的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工数控刀柄等；

展成数控刀柄是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。

数控刀柄的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用数控刀柄及刀柄。数控刀柄选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高数控刀柄加工的刚性。

选取数控刀柄时，要使数控刀柄的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。