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現代刀具設計趨于精細化、專用化、智能化、柔性化

發表時間 :2019-09-16

      刀具結構包括刀具自身及各功能部件外部形狀、裝夾方式、切削刃區幾何角度和截形”1。121。目前刀具設計仍以面向刀具切削性能的主導設計思路為主,從幾何設計和物理設計兩大方面追求刀具切削效率、刀具使用壽命以及最終工件加工質量的最優化組合。
      刀具幾何設計主要針對刀刃強度,刀具的容屑、斷屑,刀具可靠性、安全性等基本刀具幾何性能,也是刀具設計的主要突破方向。未來發展中,在結構上出現了針對難加工材料的變螺旋角設計、變齒距設計以及可降低切削振動的消振棱設計技術,而刃口鈍化處理技術和負倒棱設計技術可顯著提高刀刃強度,且隨著微納制造研究領域的突破逐步形成產業化技術。高速鋼立銑刀采用波刃設計,切削刃具有可變的前角、后角和螺旋角,具有優異的斷屑、排屑性能,特別適合加工塑性好、斷屑困難的材料,如鈦合金。
      刀具物理設計方面目前以刀具材料性能的改善為主,并逐步開始朝著針對特定加工條件、工件材料進行定制化設計刀具物理性能的方向發展。圖4所示是本單位給企業設計的一款復合臺階鉆,該企業生產線以前采用的工藝是先鉆再擴,需要兩支鉆頭,采用復合臺階鉆后既可一次加工成形,大幅減少換刀時間和加工時間,同時也避免了換刀造成的加工誤差。另外,也可以開發更高強度和可靠性的多功能銑刀盤,通過更換銑刀片即可滿足不同工況的需求,以適應智能化、自動化的發展需求。
      現代刀具技術的發展,應同時滿足刀具性能和綠色、低耗的要求,刀具幾何設計和物理設計都趨于精細化、專用化、智能化、柔性化。在保證刀具性能的前提下,有利于實現刀具回收再利用的設計與成形技術將受到重視。此外,針對航空航天、發電設備、模具等高端制造行業需求,開發自主創新的多功能面銑刀、各種球頭銑刀、模塊式立銑刀系統、插銑刀、大進給銑刀等結構技術也具戰略意義。

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