硬質(zhì)合金刀具科普知識
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悼枢,包括車刀、刨刀脾拆、銑刀馒索、外表面拉刀和銼刀等;孔加工刀具双揪,包括鉆頭幢耍、擴孔鉆忿和、鏜刀拦吓、鉸刀和內(nèi)表面拉刀等;螺紋加工工具渤惦,包括絲錐子敷、板牙、自動開合螺紋切頭舵邦、螺紋車刀和螺紋銑刀等任团;齒輪加工刀具,包括滾刀村参、插齒刀梳附、剃齒刀获印、錐齒輪加工刀具等;切斷刀具街州,包括鑲齒圓鋸片兼丰、帶鋸唆缴、弓鋸鳍征、切斷車刀和鋸片銑刀等等黍翎。此外,還有組合刀具蟆技。
按切削運動方式和相應(yīng)的刀刃形狀玩敏,刀具又可分為三類。通用刀具质礼,如車刀旺聚、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀眶蕉、成形刨刀和成形銑刀)砰粹、鏜刀、鉆頭造挽、擴孔鉆敢俭、鉸刀和鋸等;成形刀具憨净,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纽宇,如成形車刀、成形刨刀啰昧、成形銑刀魁嚼、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等肮顾;展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件舌肝,如滾刀、插齒刀针蜀、剃齒刀页更、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。
各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成捷仓。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上锹嫌;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。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類图云。帶孔刀具依靠內(nèi)孔套裝在機床的主軸或心軸上觅赊,借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩,如圓柱形銑刀琼稻、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄饶囚、圓柱柄和圓錐柄三種帕翻。車刀、刨刀等一般為矩形柄萝风;圓錐柄靠錐度承受軸向推力嘀掸,并借助摩擦力傳遞扭矩紫岩;圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具睬塌,切削時借助夾緊時所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩泉蝌。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焊而成揩晴。
刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分勋陪,包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)擂奇、排屑或容儲切屑的空間嘶逝、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拱削,如車刀拄抄、刨刀、鏜刀和銑刀等扎输;有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分徽探,如鉆頭、擴孔鉆准击、鉸刀封豆、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汹即,校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導(dǎo)刀具触咧。
刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式、焊接式和機械夾固式三種唤邻。整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃坡牛;焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上;機械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種泵三,一種是把刀片夾固在刀體上耕捞,另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結(jié)構(gòu)或機械夾固結(jié)構(gòu)烫幕;瓷刀具都采用機械夾固結(jié)構(gòu)俺抽。
在選擇刀具的角度時,需要考慮多種因素的影響较曼,如工件材料磷斧、刀具材料、加工性質(zhì)(粗捷犹、精加工)等弛饭,必須根據(jù)具體情況合理選擇。通常講的刀具角度萍歉,是指制造和測量用的標(biāo)注角度在實際工作時侣颂,由于刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變档桃,實際工作的角度和標(biāo)注的角度有所不同,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憔晒,必要的抗彎強度藻肄、沖擊韌性和化學(xué)惰性,良好的工藝性(切削加工高降、鍛造和熱處理等)朝棉,并不易變形。
通常當(dāng)材料硬度高時眨额,耐磨性也高苗泰;抗彎強度高時,沖擊韌性也高笋再。但材料硬度越高莲轮,其抗彎強度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和沖擊韌性缤贯,以及良好的可加工性既帜,現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料,其次是硬質(zhì)合金瑰柄。
聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等制私;聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬,及合金蚣碰、塑料和玻璃鋼等揖膜;碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具梅桩。
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壹粟、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層宿百。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具趁仙,也可用于高速鋼刀具,如鉆頭垦页、滾刀雀费、絲錐和銑刀等。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴散和熱傳導(dǎo)的障壁痊焊,使刀具在切削時的磨損速度減慢盏袄,涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1~3倍以上。
由于在高溫薄啥、高壓貌矿、高速下,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越多逛漫,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(yīng)這種情況锉择,刀具的發(fā)展方向?qū)⑹前l(fā)展和應(yīng)用新的刀具材料土霞;進一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù),在高韌性高強度的基體上沉積更高硬度的涂層沟脓,更好地解決刀具材料硬度與強度間的矛盾每访;進一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu);提高刀具的制造精度稠臣,減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別康蚯,并使刀具的使用實現(xiàn)最佳化。
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