刀具陶瓷與工件材料匹配

不同種類的陶瓷刀具有著不同的應(yīng)用範(fàn)圍,故須正確選擇刀具陶瓷的種類與牌號,使其與被加工材料相“匹配”丐巫。氧化鋁(Al2O3)基陶瓷適于加工各種鋼材(素結(jié)構(gòu)鋼膊编、合金結(jié)構(gòu)鋼溃恼、高強度鋼、高錳鋼乓收、淬硬鋼等)和各種鑄鐵,也可加工銅合金瞻坊、石墨、工程塑料和復(fù)合材料愧棋；加工鋼優(yōu)于Si3N4基陶瓷刀具兼峻；但不宜用來加工鋁合金和鈦合金,否則容易產(chǎn)生化學(xué)磨損。Si3N4基陶瓷加工範(fàn)圍與氧化鋁基陶瓷類似,最適于高速加工鑄鐵和高溫合金,一般不宜用來加工產(chǎn)生長切屑的鋼料(如正火和熱軋狀態(tài))罗和。賽阿龍(Sialon)陶瓷最適于加工各種鑄鐵(灰鑄鐵神深、球墨鑄鐵、冷硬鑄鐵了奋、高合金耐磨鑄鐵等)和鎳基高溫合金,不宜用來加工鋼料毫痢。

選擇合理的刀具幾何參數(shù)

目前,刀具陶瓷的一些新品種在強度和韌性方面有了較大的提高,但畢竟是脆性材料,抗彎強度較低而抗壓強度高趾始。為了充分發(fā)揮陶瓷刀具材料抗壓強度高的特點,陶瓷刀具一般采用負前角秉馏。但倒棱后的刀具使切削力增加,故加工剛性差的工件時不應(yīng)磨出負倒棱耙旦。

選擇合理的切削用量

陶瓷刀具有良好的耐熱性與耐磨性,故切削用量對刀具磨損的影響要比硬質(zhì)合金刀具小。因此,切削時應(yīng)根據(jù)被加工工件材料的性質(zhì),在機床功率萝究、工藝系統(tǒng)剛性和刀片強度允許前提下,盡量選用較大的背吃刀量和切削速度進行切削,以充分發(fā)揮高溫性能好的特點免都。例如,常州柴油機廠用裝有Si3N4刀片(SM牌號)的機夾面銑刀(直徑250mm,齒數(shù)7個)銑削HT200汽缸蓋下平面(160mmX134mm)時的切削用量為:切削速度471m/min,背吃刀量(吃深)3mm,進給速度是300-1180mm/min,工效比硬質(zhì)合金面銑刀高2.5~10倍。由于進給量對刀具破損的影響最為敏感,所以開始切削時的進給量應(yīng)先取得小些,通過試切逐步增加,一直到刀具不出現(xiàn)破損帆竹。陶瓷刀具工作時通常是干式切削,如用濕式切削,刀具壽命較長绕娘。但在刀具切入工件前就應(yīng)澆注切削液直到切削完畢為止,切削液必須連續(xù)供給,不能時斷時續(xù),否則容易引起刀具破損或崩刃。同理,在切削過程中還應(yīng)盡量避免中途停車或變換切削用量栽连。

陶瓷刀具的結(jié)構(gòu)與刃磨

目前陶瓷刀具的結(jié)構(gòu)大多采用機夾可轉(zhuǎn)位刀片的結(jié)構(gòu)形式险领。刀片的形狀有三邊形、正方形秒紧、棱形和圓形等绢陌。刀片夾緊必須牢固可靠,夾緊力方向應(yīng)使刀片緊靠定位面。

陶瓷刀具的刃磨應(yīng)在工具磨床上用夾具的刃磨,以保證刃磨質(zhì)量熔恢。刃磨陶瓷刀具目前大多采用樹脂結(jié)合劑的金剛石砂輪,粗磨選用80/100~100/120粒度號,精磨脐湾、細磨用170/200~325/400粒度,濃度為75%~100%。

選擇合適的機床設(shè)備

使用陶瓷刀具的機床必須為高剛度叙淌、大功率和高轉(zhuǎn)速,這樣才能充分發(fā)揮它的性能,取得好的經(jīng)濟效益隶秒。此外,機床精度要好,裝夾工件的夾具和夾緊裝置必須可靠,以免加工時產(chǎn)生振動,使陶瓷刀具破損。必須指出,目前生產(chǎn)中不少機床設(shè)備還不能滿足陶瓷刀具的加工要求,所以陶瓷刀具的潛力未能得到充分發(fā)揮,今后隨著數(shù)控機床(NC)和加工中心(MC)等高效設(shè)備應(yīng)用的增多,必將進一步推動陶瓷刀具的使用摆咽。

陶瓷刀具的前景

陶瓷刀具是最有發(fā)展?jié)摿Φ母咚偾邢鞯毒?在生產(chǎn)中有美好的應(yīng)用前景,目前已引起世界各國的重視媒敲。在德國約70%加工鑄件的工序是用陶瓷刀具完成的,而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具總量的8%-10%。近幾年來,中國陶瓷刀具的發(fā)展也十分迅速,品種增多,性能提高种功。中國開發(fā)的陶瓷與硬質(zhì)合金的復(fù)合刀片,其工作表面既有陶瓷材料高的硬度與耐磨性,而基體又有硬質(zhì)合金較好的抗彎強度,故能承受沖擊負荷,并解決了陶瓷刀具鑲焊困難等問題,為推廣使用陶瓷刀具創(chuàng)造了條件透鹊。尤其是近幾年國內(nèi)外開發(fā)的新品種,盡管至今生產(chǎn)還未形成規(guī)模,但因性能優(yōu)異,有廣泛的用途,今后必將迅速發(fā)展′黾可以預(yù)料,隨著高速切削鹃封、干式切削和硬切削應(yīng)用的增多,今后必將促進陶瓷刀具的發(fā)展與使用。

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