硬質(zhì)合金刀具的科普知識
刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具精续。廣義的切削工具既包括刀具坝锰,還包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機用的重付,但也有手用的顷级。由于
刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位裁国。中國早在公元前28~前20世紀,就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐卫跺、鉆表季、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國后期(公元前三世紀)钥忌,由于掌握了滲碳技術(shù)虏淤,制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時的鉆頭和鋸虏爸,與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處舶惕。 然而,刀具的快速發(fā)展是在18世紀后期挑明,伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來的断猩。1783年善婉,法國的勒內(nèi)首先制出銑刀。1792年肪瘤,英國的莫茲利制出絲錐和板牙抄瓦。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻記載是在1822年,但直到1864年才作為商品生產(chǎn)陶冷。 那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的钙姊,許用的切削速度約為5米/分。1868年埂伦,英國的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼煞额。1898年,美國的泰勒和.懷特發(fā)明高速鋼沾谜。1923年膊毁,德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。 在采用合金工具鋼時基跑,刀具的切削速度提高到約8米/分婚温,采用高速鋼時,又提高兩倍以上媳否,到采用硬質(zhì)合金時栅螟,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篱竭。 由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價格比較昂貴力图,刀具出現(xiàn)焊接和機械夾固式結(jié)構(gòu)。1949~1950年間,美國開始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片厘乱,不久即應(yīng)用在銑刀和其他刀具上雅跺。1938年,德國德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專利坚呜。1972年程伞,美國通用電氣公司生產(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闸虹。 1969年暴既,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)合金刀片的專利敌痴。1972年磁饮,美國的邦沙和拉古蘭發(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)層溪臊。表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性减少,與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來,從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能。 刀具按工件加工表面的形式可分為五類填抬。加工各種外表面的刀具烛芬,包括車刀、刨刀飒责、銑刀赘娄、外表面拉刀和銼刀等;孔加工刀具宏蛉,包括鉆頭遣臼、擴孔鉆、鏜刀拾并、鉸刀和內(nèi)表面拉刀等揍堰;螺紋加工工具,包括絲錐嗅义、板牙屏歹、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等芥喇;齒輪加工刀具西采,包括滾刀凰萨、插齒刀继控、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等笤碍;切斷刀具况饥,包括鑲齒圓鋸片、帶鋸支赖、弓鋸荸冒、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外访跪,還有組合刀具扬饰。 按切削運動方式和相應(yīng)的刀刃形狀,刀具又可分為三類化威。通用刀具班跟,如車刀、刨刀肪误、銑刀(不包括成形的車刀板径、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀郎闹、鉆頭疾捍、擴孔鉆、鉸刀和鋸等;成形刀具乱豆,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奖恰,如成形車刀、成形刨刀宛裕、成形銑刀房官、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等续滋;展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件翰守,如滾刀、插齒刀疲酌、剃齒刀蜡峰、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朗恳。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上湿颅;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渠余。帶孔刀具依靠內(nèi)孔套裝在機床的主軸或心軸上斟策,借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩,如圓柱形銑刀采散、套式面銑刀等胡傅。 帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種猩琳。車刀母烘、刨刀等一般為矩形柄;圓錐柄靠錐度承受軸向推力侈兄,并借助摩擦力傳遞扭矩惨侵;圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具版痪,切削時借助夾緊時所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩蓉肤。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什箭。 刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分棋捷,包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)挎袜、排屑或容儲切屑的空間顽聂、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盯仪,如車刀紊搪、刨刀蜜葱、鏜刀和銑刀等;有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分耀石,如鉆頭牵囤、擴孔鉆、鉸刀滞伟、內(nèi)表面拉刀和絲錐等揭鳞。切削部分的作用是用刀刃切除切屑,校準部分的作用是修光已切削的加工表面和引導(dǎo)刀具梆奈。 刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式野崇、焊接式和機械夾固式三種。整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃亩钟;焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上乓梨;機械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種,一種是把刀片夾固在刀體上林慷,另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上浓蜈。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);瓷刀具都采用機械夾固結(jié)構(gòu)否胸。 在選擇刀具的角度時芳迅,需要考慮多種因素的影響,如工件材料馆梦、刀具材料蕾胶、加工性質(zhì)(粗、精加工)等建淘,必須根據(jù)具體情況合理選擇沧源。通常講的刀具角度,是指制造和測量用的標注角度在實際工作時咪枷,由于刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變,實際工作的角度和標注的角度有所不同总枢,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打恕,必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學(xué)惰性渠缕,良好的工藝性(切削加工鸽素、鍛造和熱處理等),并不易變形亦鳞。 通常當(dāng)材料硬度高時馍忽,耐磨性也高;抗彎強度高時燕差,沖擊韌性也高遭笋。但材料硬度越高坝冕,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瓦呼,以及良好的可加工性喂窟,現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料,其次是硬質(zhì)合金央串。 聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等磨澡;聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬,及合金质和、塑料和玻璃鋼等队乔;碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具甸诽。 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啸需、氮化鈦、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層饼贰。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具斯智,也可用于高速鋼刀具,如鉆頭酌尔、滾刀附舌、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)的障壁跺榆,使刀具在切削時的磨損速度減慢蛉差,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、高壓重蕉、高速下壕哩,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男窿,切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高扎运。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)用新的刀具材料饮戳;進一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù)豪治,在高韌性高強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度間的矛盾扯罐;進一步發(fā)展可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)负拟;提高刀具的制造精度,減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別歹河,并使刀具的使用實現(xiàn)最佳化掩浙。 聲明:本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng),轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享秸歧,并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責(zé)厨姚,也不構(gòu)成任何其他建議衅澈。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳遣蚀,對此類作品本站僅提供交流平臺矾麻,不為其版權(quán)負責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻善答、圖片仁墅、文字如涉及作品版權(quán)問題,請第一時間告知缤币,我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容冲倡,以保證您的權(quán)益!聯(lián)系電話:010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn旬敞。
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