硬質(zhì)合金刀具科普知識(shí)
| 刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具，又稱切削工具峦椰。廣義的切削工具既包括刀具徒扶，還包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機(jī)用的颗胡，但也有手用的毫深。由于 |
| 刀具的發(fā)展在人類進(jìn)步的歷史上占有重要的地位径以。中國(guó)早在公元前28～前20世紀(jì)，就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐察遇、鉆夺疹、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國(guó)后期(公元前三世紀(jì))遍挚，由于掌握了滲碳技術(shù)应康，制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時(shí)的鉆頭和鋸齐梆，與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處坝贿。 |
| 然而，刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期舷咆，伴隨蒸汽機(jī)等機(jī)器的發(fā)展而來(lái)的爬搓。1783年，法國(guó)的勒內(nèi)首先制出銑刀唐唉。1792年唠鹅，英國(guó)的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻(xiàn)記載是在1822年酌摇，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)膝舅。 |
| 那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度約為5米/分窑多。1868年仍稀，英國(guó)的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年埂息，美國(guó)的泰勒和．懷特發(fā)明高速鋼技潘。1923年，德國(guó)的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金耿芹。 |
| 在采用合金工具鋼時(shí)崭篡，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時(shí)，又提高兩倍以上琉闪，到采用硬質(zhì)合金時(shí)迹炼，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高颠毙。 |
| 由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴斯入，刀具出現(xiàn)焊接和機(jī)械夾固式結(jié)構(gòu)。1949～1950年間,美國(guó)開(kāi)始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片芳窟，不久即應(yīng)用在銑刀和其他刀具上万僚。1938年，德國(guó)德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專利抬爷。1972年或祖，美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削留嫩。 |
| 1969年凰彼，瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利絮檀。1972年葛昏，美國(guó)的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層卜陵。表面涂層方法把基體材料的高強(qiáng)度和韌性绝鸡，與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來(lái)，從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能开贼。/td> |
| 刀具按工件加工表面的形式可分為五類舰褪。加工各種外表面的刀具，包括車刀创译、刨刀抵知、銑刀墙基、外表面拉刀和銼刀等软族；孔加工刀具，包括鉆頭残制、擴(kuò)孔鉆立砸、鏜刀、鉸刀和內(nèi)表面拉刀等初茶；螺紋加工工具颗祝，包括絲錐、板牙恼布、自動(dòng)開(kāi)合螺紋切頭螺戳、螺紋車刀和螺紋銑刀等；齒輪加工刀具，包括滾刀倔幼、插齒刀使谋、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等坷磷；切斷刀具度攘，包括鑲齒圓鋸片、帶鋸竹坝、弓鋸嘱杆、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外磷兢，還有組合刀具杭嚷。 |
| 按切削運(yùn)動(dòng)方式和相應(yīng)的刀刃形狀，刀具又可分為三類狭龄。通用刀具忱徙，如車刀、刨刀难圣、銑刀(不包括成形的車刀缭慈、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀们豌、鉆頭涯捻、擴(kuò)孔鉆、鉸刀和鋸等望迎；成形刀具障癌，這類刀具的刀刃具有與被加工工件斷面相同或接近相同的形狀，如成形車刀辩尊、成形刨刀涛浙、成形銑刀、拉刀摄欲、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等轿亮；展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件，如滾刀胸墙、插齒刀我注、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等迟隅。 |
| 各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成但骨。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上；鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上智袭。 |
| 刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類籍纸。帶孔刀具依靠?jī)?nèi)孔套裝在機(jī)床的主軸或心軸上剿夫，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，如圓柱形銑刀烹驰、套式面銑刀等宠璧。 |
| 帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種妈务。車刀姊黍、刨刀等一般為矩形柄；圓錐柄靠錐度承受軸向推力钓宗，并借助摩擦力傳遞扭矩沃铣；圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具构胰，切削時(shí)借助夾緊時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩暴彻。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成，而工作部分則用高速鋼把兩部分對(duì)焊而成莱衍。 |
| 刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分冬魏，包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)乍狐、排屑或容儲(chǔ)切屑的空間赠摇、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素。有的刀具的工作部分就是切削部分浅蚪，如車刀藕帜、刨刀、鏜刀和銑刀等惜傲；有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準(zhǔn)部分洽故，如鉆頭、擴(kuò)孔鉆盗誊、鉸刀时甚、內(nèi)表面拉刀和絲錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑哈踱，校準(zhǔn)部分的作用是修光已切削的加工表面和引導(dǎo)刀具荒适。 |
| 刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式和機(jī)械夾固式三種嚣鄙。整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃吻贿；焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上秩纹；機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種幔时，一種是把刀片夾固在刀體上，另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上园撵。硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)茉油；瓷刀具都采用機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)。 |
| 在選擇刀具的角度時(shí)，需要考慮多種因素的影響桨农，如工件材料询嘹、刀具材料、加工性質(zhì)(粗捍刑、精加工)等呜谓，必須根據(jù)具體情況合理選擇。通常講的刀具角度法洼，是指制造和測(cè)量用的標(biāo)注角度在實(shí)際工作時(shí)洼荡，由于刀具的安裝位置不同和切削運(yùn)動(dòng)方向的改變，實(shí)際工作的角度和標(biāo)注的角度有所不同眠琴，但通常相差很校制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性下质，必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和化學(xué)惰性诞仓，良好的工藝性(切削加工缤苫、鍛造和熱處理等)，并不易變形墅拭。 |
| 通常當(dāng)材料硬度高時(shí)活玲，耐磨性也高；抗彎強(qiáng)度高時(shí)谍婉，沖擊韌性也高翼虫。但材料硬度越高，其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就越低屡萤。高速鋼因具有很高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性珍剑，以及良好的可加工性，現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料死陆，其次是硬質(zhì)合金招拙。 |
| 聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等；聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬措译，及合金别凤、塑料和玻璃鋼等；碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀翼辱、板牙和絲錐等工具乃描。 |
| 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片現(xiàn)在都已用化學(xué)氣相沉積法涂覆碳化鈦、氮化鈦吴烹、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層斯凑。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具，也可用于高速鋼刀具眨攀，如鉆頭蛀颓、滾刀乡纸、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)的障壁艘尊，使刀具在切削時(shí)的磨損速度減慢坪秒，涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1～3倍以上 |
| 由于在高溫、高壓罚考、高速下煞嫩，和在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件，其應(yīng)用的難加工材料越來(lái)越多笼踩，切削加工的自動(dòng)化水平和對(duì)加工精度的要求越來(lái)越高檬寂。為了適應(yīng)這種情況，刀具的發(fā)展方向?qū)⑹前l(fā)展和應(yīng)用新的刀具材料戳表；進(jìn)一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)桶至，在高韌性高強(qiáng)度的基體上沉積更高硬度的涂層，更好地解決刀具材料硬度與強(qiáng)度間的矛盾匾旭；進(jìn)一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)镣屹；提高刀具的制造精度，減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別价涝，并使刀具的使用實(shí)現(xiàn)最佳化女蜈。 |
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