在CNC加工工藝中，刀具可以說是最為重要的要素之一，今天，我們來詳細瞭解一下鋁合金等材料CNC用刀具。
CNC加工刀具
刀具分類
刀具按工件加工表面的形式可分為五類：
加工各種外表面的刀具，包括加工各種外表面的刀具，包括車刀、刨刀、銑刀、外表面拉刀和銼刀等；
孔加工刀具，包括鑽頭、擴孔鑽、鏜刀、銑刀和內表面拉刀等；
螺紋加工工具，包括絲錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等；
齒輪加工刀具，包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等；
切斷刀具，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。
此外，還有組合刀具。
孔加工刀具
刀具結構
各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上，藉助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力，並藉助摩擦力傳遞扭矩；圓柱柄一般適用於較小的麻花鑽、立銑刀等刀具，切削時藉助夾緊時所產生的摩擦力傳遞扭轉力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼製成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。
高速銑削刀具結構
塗層刀具
鋁合金可轉位刀片現在都已用化學氣相沉積法塗覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或複合層。正在發展的物理氣相沉積法不僅可用於鋁合金刀具，也可用於高速鋼刀具，如鑽頭、滾刀、絲錐和銑刀等。硬質塗層作為阻礙化學擴散和熱傳導的障壁，使刀具在切削時的磨損速度減慢，塗層刀片的壽命與不塗層的相比大約提高1～3倍以上。
塗層刀具
如何選擇刀具
刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。
刀具選擇總的原則：安裝調整方便剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，儘量選擇較短的刀柄以提高刀具加工的剛性。選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。
- 平面零件周邊輪廓的加工，常採用立銑刀。
- 銑削平面時，應選硬質合金刀片銑刀。
- 加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀。
- 加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金刀片的玉米銑刀。
- 對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常採用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。
- 在進行自由曲面加工時，由於球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用於曲面的精加工。
- 平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優於球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優先選擇平頭刀。
在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須採用標準刀柄以便使鑽、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具，迅速準確地裝到機床主軸或刀庫上去。
應儘量減少刀具數量；一把刀具裝夾後應完成其所能進行的所有加工部位；粗精加工的刀具應分開使用即使是相同尺寸規格的刀具；先銑後鑽；先進行曲面精加工再進行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應儘可能利用數控機床的自動換刀功能，以提高生產效率等。
加工中的問題及解決方法
加工鋁材時遇到的問題及解決方法加工純鋁時，容易粘刀的幾點分析及解決辦法:
- 鋁材料 質地偏軟 高溫容易粘刀；
- 鋁不耐高溫，容易開紋；
- 跟加工切削液有關:油性 潤滑性能好；水溶性 冷卻性能好；幹切削 費用高；
- 加工純鋁時,應選用鋁加工專用的立銑刀:正前角,刃口鋒利,大排屑槽, 45度或55度的螺旋角；
- 被加工件和數控刀具的材料具有較大的親和力.
- 前刀面粗糙刀具加工軟的材料.
建議：機床條件差到好要求低到高,請分別使用高速鋼,塗層拋光硬質合金、PCD聚晶金剛石和單晶金剛石。速度低可用切削液避免,速度高用油霧潤滑,效果可改善,鋁合金適合
刀具未來發展方向
由於在高溫、高壓、高速下，和在腐蝕性流體介質中工作的零件，其應用的難加工材料越來越多，切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為了適應這種情況，刀具的發展方向將是發展和應用新的刀具材料；進一步發展刀具的氣相沉積塗層技術，在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的塗層，更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾；進一步發展可轉位刀具的結構；提高刀具的製造精度，減小產品質量的差別，並使刀具的使用實現最佳化。
閱讀更多 ROBORTS 的文章
