数控机床的快速比较

CNC 机床是一种用途广泛的设备，这在很大程度上要归功于它们可以容纳的各种切削工具。从立铣刀到螺纹铣刀，每道工序都有一个工具，让 CNC 机床可以在工件上进行各种切割和切口。

了解这些刀具是了解 CNC 加工的好方法。更好地理解机械加工将帮助您设计出更适合制造过程的零件。

本文着眼于一些最广泛使用的 CNC 加工刀具，但除了讨论之外还有更多。

刀具基础知识

切割工具是用于从固体材料块中去除材料的设备。它安装在 CNC 机床的主轴上，按照计算机指令将刀具引导到需要去的地方。

切削工具通过剪切变形过程从工件上去除材料。也就是说，锋利的刀具高速旋转，从工件上切下许多微小的切屑，然后从工件上弹出。有些工具只在一个点与工件接触，而另一些工具（例如立铣刀）则在多个点接触材料。

大多数 CNC 机床切削工具都具有多个槽 ，它们是沿着工具外部向下延伸的螺旋槽。凹槽可以被认为是刀具的槽，而齿 ，每个长笛之间的尖脊，是它的峰顶。从工件上切下的切屑在排出时沿着排屑槽向下移动。

刀具上理想的凹槽数量取决于工件材料。对于软材料来说，凹槽较少的刀具更可取，因为增加的凹槽宽度意味着可以排出更大的切屑。更多的刃数可以提高速度，适用于较硬的材料，但会导致卡屑，因为每个刃都更窄。

刀具的种类会影响从工件上去除切屑的大小，主轴转速和进给速度也有影响。

刀具材料

为了切穿实心工件，切削工具必须由比工件材料更硬的材料制成。而且由于 CNC 加工经常用于用非常硬的材料制造零件，这限制了可用刀具材料的数量。

常见的刀具材料包括：

碳钢

碳钢是一种经济实惠的合金钢，含有 0.6-1.5% 的碳，以及硅和锰。

高速钢

由于铬、钨和钼的混合物，更昂贵的高速钢比碳钢更硬、更坚韧。

硬质合金

硬质合金刀具通常与钛等其他金属烧结而成，耐磨耐热，表面光洁度极佳。

陶瓷

用于切削高温合金、铸铁等强度高的材料，陶瓷刀具耐腐蚀、耐热。

刀具涂层

刀具的功能取决于其形状和材料，但也可以通过在主要材料上覆盖涂层来进行调整。

这些涂层可以使工具更坚硬、延长使用寿命或使它们能够以更快的速度切割而不影响零件。

常见的刀具涂层包括：

氮化钛 (TiN)

TiN是一种通用涂层，具有较高的氧化温度，可增加刀具的硬度。

碳氮化钛 (TiCN)

TiCN 增加了切削工具的表面润滑性和硬度。

超寿命氮化钛 (Al-TiN)

Al-TiN 增加了硬质合金刀具的耐热性，尤其是在使用最少冷却液的情况下。

钻石

金刚石为切削研磨材料提供了一种高性能涂层。

氮化铬 (CrN)

CrN 增加了切削工具的耐腐蚀性和硬度。

1.立铣刀

立铣刀是立式数控加工中使用最广泛的刀具。立铣刀在一端和侧面都有切削齿，可以在短时间内去除大量材料。

立铣刀有多种形式。有些人只有一个长笛，而有些人可能有八个甚至更多。 （但是，超过四刃，排屑可能会成为一个问题。）

立铣刀的种类包括：

• Flat：适用于 2D 特征的通用平面工具
• 球头：适用于 3D 轮廓和曲线的球形端部工具
• 牛鼻：平底圆角刀具，适合圆角和粗加工

2。粗加工立铣刀

粗加工立铣刀是一种用于去除大量材料但精度低于标准的立铣刀立铣刀。

该工具有锯齿，可以去除大部分材料，但在零件上留下粗糙的光洁度。它产生易于清除的小碎片。

3.面铣刀

面铣刀由带有可互换刀具刀片的实体组成，通常由硬质合金制成。它们用于在工件上制作平面部分，通常在使用另一种刀具制作详细特征之前。

由于面铣刀的切削刃位于其侧面，因此必须水平进行切削。

然而，面铣刀比其他刀具更具成本效益，因为切削轮廓的变化可以通过更换小刀片而不是整个刀具来实现。

4.飞刀

飞刀由一个或两个刀头组成，包含在一个实体中。飞刀的刀头可进行宽而浅的切削，从而产生光滑的表面光洁度。

使用一个刀头的飞刀更为常见，但带有两个刀头的飞刀（有时称为“飞杆”）可提供更大的摆动。

飞刀比面铣刀便宜，但也可用于类似用途。

5.螺纹铣刀

许多工程师喜欢用丝锥制造螺纹，但也可以用装有螺纹的数控机床制造螺纹磨。

螺纹铣刀可以切削内螺纹或外螺纹，在穿透非常坚硬的金属或不对称零件方面可能比丝锥更好。

6.钻头

数控机床可以配备各种钻头，用于各种切割操作。钻头有一个或多个凹槽和一个锥形切削点。

CNC加工中使用的钻头包括：

• 麻花钻：用于在工件上打孔
• 中心钻：用于在钻孔前精确定位孔
• 喷射钻：用于深孔钻

7.铰刀

铰刀用于加宽工件上现有的孔，提供精确的孔径和出色的表面光洁度。

与其他刀具相比，铰刀可以加工出公差更小的孔。

8.空心磨

空心铣刀是类似于倒立铣刀的管状切削工具。它们的切削刃位于管道形状的内侧，可用于创建圆点和形成半径等形状。

9.侧面切刀

侧面和面铣刀的侧面和圆周都有齿，适用于不平衡切割。

这些切削刀具可用于以快速进给速度切削槽和槽。他们的牙齿可以是直的，也可以是交错的。

10.齿轮刀具

CNC 铣床有时用于为制造业制造金属齿轮。可以使用特定的齿轮切削工具来制造这些齿轮。

切削齿轮有时需要一种特殊的铣床，称为滚齿机。

11.板坯轧机

平板铣刀或平面铣刀用于铣削平面，通常目标面安装在与机床工作台平行的位置。

这些刀具没有侧齿，可用于一般或重型机械加工。

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