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祟绊,包括車刀弓叛、刨刀址芯、銑刀灾茁、外表面拉刀和銼刀等;
■ 孔加工刀具谷炸,包括鉆頭北专、擴(kuò)孔鉆、鏜刀淑廊、鉸刀和內(nèi)表面拉刀等逗余;
■ 螺紋加工刀具,包括絲錐季惩、板牙录粱、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等画拾;
■ 齒輪加工刀具啥繁,包括滾刀菜职、插齒刀、剃齒刀头熏、錐齒輪加工刀具等睬漩;
■ 切斷刀具,包括鑲齒圓鋸片转挽、帶鋸漫诬、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等届审。
此外胀垃,還有組合刀具。
按切削運(yùn)動方式和相應(yīng)的刀刃形狀噪旭,刀具又可分為三類:
■ 通用刀具据滑,如車刀、刨刀垢蔑、銑刀(不包括成形的車刀培晓、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀菩擦、鉆頭廓握、擴(kuò)孔鉆、鉸刀和鋸等炸客;
■ 成形刀具疾棵,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,如成形車刀痹仙、成形刨刀是尔、成形銑刀、拉刀开仰、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等拟枚;
■ 展成刀具是用展成法加工齒輪的齒面或類似的工件,如滾刀众弓、插齒刀恩溅、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等谓娃。
結(jié)構(gòu)
各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成脚乡。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)則鑲裝在刀體上滨达。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類奶稠。帶孔刀具依靠內(nèi)孔套裝在機(jī)床的主軸或心軸上,借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩恃打,如圓柱形銑刀钟唯、套式面銑刀等识俄。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種焚痰。車刀纫蝗、刨刀等一般為矩形柄;圓錐柄靠錐度承受軸向推力盯萄,并借助摩擦力傳遞扭矩仇韩;圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具占犹,切削時借助夾緊時所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩诞昧。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成碉办,而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成理币。
刀具的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分,包括刀刃虐干、使切屑斷碎或卷攏的結(jié)構(gòu)聋亡、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結(jié)構(gòu)要素际乘。有的刀具的工作部分就是切削部分坡倔,如車刀、刨刀脖含、鏜刀和銑刀等罪塔;有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準(zhǔn)部分,如鉆頭养葵、擴(kuò)孔鉆征堪、鉸刀、內(nèi)表面拉刀和絲錐等关拒。切削部分的作用是用刀刃切除切屑佃蚜,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。
刀具工作部分的結(jié)構(gòu)有整體式着绊、焊接式和機(jī)械夾固式三種:
■ 整體結(jié)構(gòu)是在刀體上做出切削刃谐算;
■ 焊接結(jié)構(gòu)是把刀片釬焊到鋼的刀體上;
■ 機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)又有兩種归露,一種是把刀片夾固在刀體上佳抗,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(jī)械夾固結(jié)構(gòu)种烫;瓷刀具都采用機(jī)械夾固結(jié)構(gòu)灵科。
刀具切削部分的幾何參數(shù)對切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角荠涂,可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形徊儿,減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力灯趁,從而減小切削力和切削熱。但增大前角泼剩,同時會降低切削刃的強(qiáng)度稼炉,減小刀頭的散熱體積。
在選擇刀具的角度時瓜释,需要考慮多種因素的影響草嫉,如工件材料、刀具材料险锻、加工性質(zhì)(粗症慰、精加工)等,必須根據(jù)具體情況合理選擇现喳。通常講的刀具角度凯傲,是指制造和測量用的標(biāo)注角度在實際工作時,由于刀具的安裝位置不同和切削運(yùn)動方向的改變嗦篱,實際工作的角度和標(biāo)注的角度有所不同冰单,但通常相差很小。
材料
制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性灸促,必要的抗彎強(qiáng)度诫欠、沖擊韌性和化學(xué)惰性,良好的工藝性(切削加工浴栽、鍛造和熱處理等)荒叼,并不易變形。
通常當(dāng)材料硬度高時典鸡,耐磨性也高被廓;抗彎強(qiáng)度高時,沖擊韌性也高椿每。但材料硬度越高伊者,其抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性砂腰,以及良好的可加工性托津,現(xiàn)代仍是應(yīng)用最廣的刀具材料,其次是硬質(zhì)合金潘娄。
聚晶立方氮化硼適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等嚎姨;聚晶金剛石適用于切削不含鐵的金屬,及合金持拐、塑料和玻璃鋼等勘职;碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具啰哪。
硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片現(xiàn)在都已用化學(xué)氣相沉積涂覆碳化鈦略菜、氮化鈦此妙、氧化鋁硬層或復(fù)合硬層。正在發(fā)展的物理氣相沉積法不僅可用于硬質(zhì)合金刀具池粘,也可用于高速鋼刀具继韵,如鉆頭、滾刀胆誊、絲錐和銑刀等一死。硬質(zhì)涂層作為阻礙化學(xué)擴(kuò)散和熱傳導(dǎo)的障壁,使刀具在切削時的磨損速度減慢傻唾,涂層刀片的壽命與不涂層的相比大約提高1~3倍以上投慈。
由于在高溫、高壓冠骄、高速下伪煤,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猴抹,切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高带族。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)用新的刀具材料蟀给;進(jìn)一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術(shù),在高韌性高強(qiáng)度的基體上沉積更高硬度的涂層阳堕,更好地解決刀具材料硬度與強(qiáng)度間的矛盾跋理;進(jìn)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恬总,減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別前普,并使刀具的使用實現(xiàn)最佳化。
刀具材料大致分如下幾類:高速鋼辱雅、硬質(zhì)合金麦荸、金屬陶瓷、陶瓷怨颜、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石喷融。
發(fā)展趨勢
根據(jù)制造業(yè)發(fā)展的需要,多功能復(fù)合刀具夯架、高速高效刀具將成為刀具發(fā)展的主流淹摧。面對日益增多的難加工材料,刀具行業(yè)必須改進(jìn)刀具材料批痘、研發(fā)新的刀具材料和更合理的刀具結(jié)構(gòu)钾抛。
■ 硬質(zhì)合金材料及涂層應(yīng)用增多。細(xì)顆粒舌恬、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料是發(fā)展方向衣夏;納米涂層扭享、梯度結(jié)構(gòu)涂層及全新結(jié)構(gòu)、材料的涂層將大幅度提高刀具使用性能匙蚣;物理涂層(PVD)的應(yīng)用繼續(xù)增多辫继。
■ 新型刀具材料應(yīng)用增多。陶瓷俗慈、金屬陶瓷姑宽、氮化硅陶瓷、PCBN闺阱、PCD等刀具材料的韌性進(jìn)一步增強(qiáng)炮车,應(yīng)用場合日趨增多。
■ 切削技術(shù)快速發(fā)展酣溃。高速切削瘦穆、硬切削、干切削繼續(xù)快速發(fā)展赊豌,應(yīng)用范圍在迅速擴(kuò)大扛或。
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