数控车床的不同类型车床切削刀具及应用

车床工具是零件制造中车削操作所特有的古老而多样化的机械工具。 车床刀具有多种类型，每种类型都有不同的结构、材料组成、功能等，从而导致不同的应用。

使用不同的车削刀具可以实现零件质量，具体取决于您对其设计、特性和功能的理解程度。 因此，本文讨论了车床中使用的不同切削刀具的分类以及如何选择合适的刀具。

什么是车床？

车床也被称为“所有机器之母”，是一种古老的多功能机器，其历史可以追溯到 13 世纪^th 埃及世纪。 它的功能是对金属和木材等材料进行成型，并使用固定和旋转机构进行操作。

车床上安装有固定切削刀具，它们根据产品设计去除旋转工件的部分，留下成形工件。

数控车床的类型

车床 有多种类型，如数控车床、高速车床、转塔车床和普通车床。 数控车床是自动化的，提供精度和效率。 高速车床非常适合较轻的任务，并且由于其操作更简单，在木工中具有常见的应用。 普通车床是一种多功能、通用的机器，适用于多种应用。 另一方面，转塔车床非常适合快速更换刀具，使其能够高效地进行大批量生产。 他们特别擅长处理设计复杂的产品。

车床的主要部件

车床的主要部件有主轴箱、尾座、床身、主轴、电机和刀架。 这 床身构成车床的底座，是连接所有车床切削刀具的部分。

主轴箱位于机器的左侧，是主要动作发生的地方。 它固定主轴，在其中施加电机产生的动力。 尾座位于机床右侧，沿床身移动，起到支撑工件的作用，从而提供稳定性。

车床电机位于床身下方，但位于左侧靠近主轴箱的位置。 它可以是电动的（最常见）或液压的，并产生所需的动力。 最后，刀架负责车床高度和旋转的调节。

分类一：基本型 车床刀具的类型

在了解车床的基础上，了解车床切削刀具通常如何分类非常重要。 此分类围绕它们设计用于的特定加工或切割操作。

车削刀具

车床车刀沿一定长度去除旋转工件的一部分，形成直径减小的最终零件。 有两种类型：粗车和精车刀具 数控车削工艺.

• 粗车刀由于其磨削角度可以承受加工过程中的最大压力，因此可以从工件上去除多余的材料。
• 另一方面，精车刀具只能去除工件的小部分，从而获得光滑且精确的最终零件。

端面工具

车床端面刀具在设计上与传统的端面铣刀类似，其特点是具有侧切削刃。 它适用于端面加工，即根据速度等参数从工件上去除材料层以产生光滑或粗糙的表面。 有两种类型：右手或左手工具。

• 右面刀具在工件的右侧起作用。
• 而左面刀具则在工件的左侧起作用。

无论如何，面工具都适用于在零件上创建平坦表面。

镗刀

硬质合金镗刀具有特有的镗杆和末端的切削刀具。 有两种类型：以单个切削刃为特征的单点镗杆和具有多个切削刃的多点镗杆。

安装在车床上的镗刀适用于扩大现有孔或在工件内创建内部形状。

倒角工具

倒角工具的作用是产生倒角，即在工件的拐角处形成倾斜边缘。 它们由高速钢或硬质合金等材料制成，具有三种不同的子类型，即单角度、可变角度和可转位倒角刀具。

• 单角度倒角工具可以创建沿整个切割长度具有恒定角度的倒角。
• 可变角度倒角工具允许调整倒角角度，使机械师能够创建多个角度的倒角。
• 可转位倒角刀具具有可更换刀片，可以改变角度并增加倒角工艺的灵活性。

也可以使用车床刀具与工件成直角进行倒角。 但是，请注意不要将倾斜角度设置得太高，因为这会使它们过时。

螺纹切削刀具 

这些类型的车床刀具适用于在圆柱形工件上加工螺旋螺纹图案。 它们具有决定螺纹角的刀尖角和决定螺距的横截面。 螺纹切削刀具有两种类型，即内螺纹切削刀具和外螺纹切削刀具。

• 内螺纹切削刀具或攻丝刀具在孔中创建螺纹。
• 而外螺纹切削刀具用于在工件表面上加工螺纹。

螺纹切削刀具适用于在螺栓、螺母等零件上加工螺纹以及攻丝（加工螺纹） 内螺纹).

滚花工具

滚花工具是另一种类型的切削工具，具有两个或多个具有压花图案的金属滚轮。 根据压花部件的不同，有不同的类型，其中两种常见类型是用于创建直线图案的直滚花工具和用于创建对角线或菱形图案的对角线滚花工具。

滚花工具适用于在工件表面上创建凸起图案，以获得更好的抓握力或美观性。

分类2：专业化 车床切削刀具

数控车床专用切削刀具在设计和应用方面优于标准刀具，并且适合特定的加工要求。 他们包括：

成型工具

成形刀具由车削刀具和切槽刀具组合而成，适合制造形状复杂的零件。 它们具有针对特定形状定制的轮廓，并且更加准确和生产效率更高。

成型工具适用且至关重要 CNC精密加工 常用于凹凸形状的轮廓加工以及制造齿轮等需要高精度和准确度的零件。

锥度车刀

锥度车削刀具设计用于加工锥面，擅长减小或扩大工件的直径。 他们擅长生产直径沿工件长度变化的锥形轴，这对于创建各种用途中必不可少的圆锥形特征至关重要。 机械加工操作。 这些工具在汽车、航空航天和制造业中是不可或缺的，特别是在加工轴、锥体和喷嘴等部件时。

锥度车削刀具的一个主要特点是其可调节角度的切削刃。 操作员可以将该边缘设置为相对于车床轴线的各种角度，以满足工件的特定要求。 这种可调节性使机械师能够精确地塑造不同的材料和尺寸，使这些工具成为精密工程和定制零件生产中的宝贵资产。

切槽刀具

开槽刀具适用于在圆柱面工件上开槽。 根据车床的不同，它们有多种形状，常见的是 V 形刀具和方形刀具。

切槽刀具具有较窄的切削刃，这使得它们适合以特定的切削深度在工件上制作槽、凹槽或切断。 此外，它们还可以有效地从切削区域排出切屑。

分类三：按材料分类数控车床刀具

金属车床的切削刀具也可以根据其材料构成进行分类。 用于制造不同类型车床刀具的常见材料包括：

高速钢

由高速钢制成的车床切削刀具坚硬、坚固、耐磨。 该材料含有碳、钨、铬、钒等元素，可在约588℃的温度下良好工作⁰C.

高速钢 (HSS) 刀具价格实惠，由于其多功能性，在粗加工和半精加工等中速车削加工中很受欢迎。 然而，它们不适合高速加工并且需要频繁更换刀具。

碳化物

硬质合金车床刀具以其卓越的硬度和耐用性而脱颖而出，优于传统的高速钢刀具。 制造商可以通过添加钨、碳、钒和铬等元素来增强这些特性。 此外，应用氧化铝和氮化钛​​等材料涂层进一步提高了其有效性。 它们的主要优点在于在高加工温度下保持锋利的切削刃，使其成为高速和重型加工应用的理想选择。

硬质合金刀具擅长切割不锈钢和铸铁等硬质材料，可提高表面光洁度和精度。 它们的使用寿命长且能够处理更艰巨的工作，从而减少了工具更换的频率，从而提高了整体生产率。 虽然前期成本较高，但其较长的使用寿命和效率使其对于工业用途而言具有成本效益。

钻石

车床用金刚石刀具以最硬的材料而闻名，在精密加工方面具有无与伦比的性能。 它们的主要优点是卓越的耐磨性，使它们能够长时间保持锋利度和精度，即使在高切削速度下也是如此。 这些刀具非常适合加工复合材料、铝合金和陶瓷等高磨蚀性材料，可确保光滑的表面和尺寸精度。

它们在需要超精细表面处理的行业（例如航空航天和电子行业）尤其受到重视。 它们的耐用性可减少刀具更换并减少停机时间，尽管初始成本较高，但仍是一种经济高效的选择。

陶瓷

陶瓷数控车床刀具以其卓越的耐热性和耐用性而脱颖而出，非常适合高速加工难加工材料，如淬硬钢、镍基合金和钛。 它们在高温下具有抗磨损和抗变形能力，可确保延长刀具寿命和保持一致的性能。 这些刀具在磨料加工环境中特别有用，可显着降低刀具更换频率。

它们还表现出优异的化学稳定性，可防止与各种材料发生不良反应。 尽管最初成本较高，但它们在要求苛刻的应用中的使用寿命和效率使其成为航空航天和汽车制造等行业经济高效的解决方案。

立方氮化硼

立方氮化硼 (CBN) 车刀以其硬度和耐磨性而闻名，仅次于金刚石，使其成为加工硬质材料的理想选择。 它们的高热稳定性确保了高温加工过程的效率，而它们的化学惰性允许与各种金属安全相互作用。 这些刀具在加工硬化钢、高速应用和精加工方面特别有效，可提供高质量的表面光洁度和精度。

尽管初始成本较高，但从长远来看，CBN 刀具具有更长的刀具寿命和更少的更换需求，因此具有经济效率，尤其是在高产量环境中。 它们的耐用性不仅提高了性能，还减少了换刀时间，进一步简化了制造流程。

分类四：按使用速度分类数控车床刀具

车床车刀可根据加工过程中的进给方向进行分类。

右手工具

右手刀具从右向左移动时从工件上去除材料。 大多数用于 CNC 加工的车床刀头均采用右手设计，使其成为更便宜的选择。 此外，它们朝卡盘方向切削，切屑形成远离刀具，从而提高了有效的排屑效果。 它们通常是车削刀具和端面刀具，适用于在工件端部加工车削零件、螺纹和平面。

左手工具

左手车床刀具从左向右移动时从工件上去除材料。 它们并不常见，因此价格更高。 此外，它们从卡盘切开，这意味着切屑形成朝向卡盘。 尽管如此，它们更适合进行背车削、工件背面有锋利的肩部，并且是副主轴卡盘无法夹持的短工件的最佳选择。 

圆头工具 

粗刀尖刀具具有狭窄的尖端，没有侧倾角或后倾角。 因此，它们更适合向右或向左方向切割。 它们适用于制造具有光滑表面、复杂轮廓和轮廓曲面或圆角的零件。

分类五：按结构分类数控车床刀具

车床刀具也根据其结构分为三大类。 这些都是：

单体工具

单体结构由单一材料制成，例如硬质合金、高速钢或陶瓷。 它们具有特定的形状、尺寸和几何形状，并且非常坚固。 因此，它们是标准加工操作中最适用的车床刀具类型。

焊接车床切削刀具

焊接是数控车床切削刀具制造的关键工序，涉及不同材料的连接。 该技术允许创建自定义几何形状、针对新应用修改现有刀具以及更换切削刀片。 其结果是一个经济高效且多功能的解决方案，在需要针对新零件或复杂零件调整工具的情况下特别有用。 焊接切削刀具在需要频繁修改的环境中尤其普遍。

夹紧车床切削刀具

使用临时连接方法夹紧车床刀具。 它们是一种灵巧的刀具选择，因为它们可以更轻松地更换刀片以及使用具有多个切削刃的刀片。 因此，它们适用于经常需要车床中使用的可更换刀头的操作。

选择车床刀具时应考虑什么

选择车床刀具以确保加工操作成功时，请考虑以下因素。

工件材料及性能

切削刀具的材料成分必须比工件的材料成分更强、更耐用、更坚硬，才能实现高效加工。 如果忽视这一点，可能会导致工具碎裂或断裂。 例如，加工钛等硬质材料需要使用金刚石等坚韧物质制成的刀具，这比高速钢 (HSS) 更有效。

所需的表面光洁度和公差

所需的表面光洁度和公差将决定车刀的锋利度和前角等特性。 例如，为了获得光滑的表面光洁度，优选具有大前角和锋利切削刃的金属车床刀具。 另一方面，通过使用尺寸稳定的小材料（如硬质合金）可以实现严格的公差。

切削速度、进给率和切削深度

考虑操作切削速度、进给率和切削深度非常重要，因为它们将决定车床刀具的强度和分类。 例如，由硬质合金和金刚石涂层或制成的单体刀具，由于其卓越的强度、硬度和耐用性，在高切削速度和进给率方面表现出色。 较高的切削深度还意味着刀具必须足够长才能具有良好的排屑机制。

机床功能和限制

车床的性能会影响生产周期时间和车刀的正确使用。 例如，大规模操作中使用的刚性设备将需要使用由硬质合金等坚固材料制成的车床刀具，可以处理更高的切削力和操作条件。 此外，一些在车床上具有多个刀具夹持装置的机器将促进多个车床刀具的使用，从而导致生产周期时间的减​​少。

车床切削刀具的技术进步

工具制造领域的多项技术进步有助于更好地生产刀头，并提高工具的精度、效率和多功能性。 一些进步包括：

先进材料

现在越来越多地使用具有增强硬度、热稳定性、韧性和耐磨性等性能的先进材料，以提高性能。

常见的先进材料是高性能硬质合金牌号以及氮化硅和氧化铝等陶瓷。 此外，TiAlN（氮化钛铝）和 AlTiN（氮化钛铝）等涂层由于其机械性能得到改善，现在在车床刀具制造中很常见。

改进的工具几何形状

现代车削刀具具有独特的几何形状，用于车床以提高加工效率。 这些刀具融合了断屑槽等先进技术，可改善排屑和表面光洁度。 此外，他们的设计现在包括可变螺旋和螺距，可显着减少车削过程中的振动并增强稳定性。

计算机辅助设计 (CAD) 和仿真

借助 CAD 软件和仿真工具，车床切削刀具制造商可以虚拟地制作刀具原型并优化其几何形状。 这可以让他们在生产前预测工具的性能。

此外，通过有限元分析 (FEA)，制造商可以模拟车刀在各种加工条件下的行为。 因此，这使得开发更强大、更高效的刀具成为可能。

传感器集成

一些车床刀头现在集成了传感器，使制造商能够实时监控温度和振动等参数。 因此，可以优化刀具、减少刀具磨损并提高其利用率。

增材制造

增材制造技术已成为生产复杂和定制车床切削刀具的重要工具。 这项创新简化了具有复杂设计的专用工具的创建，专为特定加工需求而定制。

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结论

本文深入研究了车床刀具的各种形式、结构和材料，重点介绍了这些差异如何影响其应用和最终产品的质量。 它旨在通过根据功能、结构、设计和其他标准对不同类型的工具进行分类，增强您对不同类型工具的理解。

阅读本文后，您将能够更好地选择适合您需求的工具。 此外，如果您需要车床刀具加工的定制解决方案或需要定制加工零件，请随时与我们联系。 我们随时为您提供帮助 开始你的项目.

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