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金屬切削加工刀具材料的選擇

發(fā)布日期: 2011-5-6 15:30:59
內容摘要:
金屬切削加工刀具分為:車(chē)刀、銑刀、刨刀、鉆頭等。下面我們就針對這些做出說(shuō)明。  (一)車(chē)刀  車(chē)刀是用于車(chē)削加工的、具有一個(gè)切削部分的刀具。車(chē)刀是切削加工中應用…

金屬切削加工刀具分為:車(chē)刀、銑刀、刨刀、鉆頭等。下面我們就針對這些做出說(shuō)明。  

(一)車(chē)刀  

車(chē)刀是用于車(chē)削加工的、具有一個(gè)切削部分的刀具。車(chē)刀是切削加工中應用最廣的刀具之一。車(chē)刀的工作部分就是產(chǎn)生和處理切屑的部分,包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲切屑的空間、切削液的通道等結構要素。  

車(chē)刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面,刀尖角成。車(chē)刀的切削部分和柄部(即裝夾部分)的結合方式主要有整體式、焊接式、機械夾固式和焊接-機械夾固式。機械夾固式車(chē)刀可以避免硬質(zhì)合金刀片在高溫焊接時(shí)產(chǎn)生應力和裂紋,并且刀柄可多次使用。機械夾固式車(chē)刀一般是用螺釘和壓板將刀片夾緊,裝可轉位刀片的機械夾固式車(chē)刀。刀刃用鈍后可以轉位繼續使用,而且停車(chē)換刀時(shí)間短,因此取得了迅速發(fā)展。車(chē)刀的切削部分由主切削刃、副切削刃、前面、后面和副后面等組成。它的幾何形狀由前角γo、后角αo、主偏角κr、刃傾角γS、副偏角κ惤和刀尖圓弧半徑rε所決定。車(chē)刀幾何參數的選擇受多種因素影響,必須根據具體情況選取。前角γo根據工件材料的成分和強度來(lái)選取,切削強度較高的材料時(shí),應取較小的值。例如,硬質(zhì)合金車(chē)刀在切削普通碳素鋼時(shí)前角取10°~15°;在切削鉻錳鋼或淬火鋼時(shí)取-2°~-10°。一般情況下后角取6°~10°。主偏角κr根據工藝系統的剛性條件而定,一般取30°~75°,剛性差時(shí)取較大的值,在車(chē)階梯軸時(shí),由于切削方式的需要取大于或等于90°。刀尖圓弧半徑rε和副偏角κ惤一般按加工表面粗糙度的要求而選取。刃傾角γS則根據所要求的排屑方向和刀刃強度確定。車(chē)刀前面的型式主要根據工件材料和刀具材料的性質(zhì)而定。最簡(jiǎn)單的是平面型,正前角的平面型適用于高速鋼車(chē)刀和精加工用的硬質(zhì)合金車(chē)刀,負前角的平面型適用于加工高強度鋼和粗切鑄鋼件的硬質(zhì)合金車(chē)刀。帶倒棱的平面型是在正前角平面上磨有負倒棱以提高切削刃強度,適用于加工鑄鐵和一般鋼件的硬質(zhì)合金車(chē)刀。對于要求斷屑的車(chē)刀,可用帶負倒棱的圓弧面型,或在平面型的前面上磨出斷屑臺。  

車(chē)刀分類(lèi):按結構可分為整體車(chē)刀、焊接車(chē)刀、機夾車(chē)刀、可轉位車(chē)刀和成型車(chē)刀。車(chē)刀按用途可分為外圓、臺肩、端面、切槽、切斷、螺紋和成形車(chē)刀等。還有專(zhuān)供自動(dòng)線(xiàn)和數字控制機床用的車(chē)刀。車(chē)刀按材質(zhì)可分為.高碳鋼、高速鋼、非鑄鐵合金刀具、燒結碳化刀具、陶瓷車(chē)刀、鉆石刀具、氮化硼刀具等。  

高碳鋼車(chē)刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼,經(jīng)過(guò)淬火硬化后使用,因切削中的摩擦四很容易回火軟化。高速鋼為一種鋼基合金俗名白車(chē)刀,含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車(chē)刀切削中產(chǎn)生的摩擦熱可高達至600℃,適合轉速1000rpm以下及螺紋之車(chē)削。  

碳化刀具為粉末冶金的產(chǎn)品,碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢,并加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結合劑,再經(jīng)加熱燒結完成。碳化刀具的硬度較任何其它材料均高,有最硬高碳鋼的三倍,適用于切削較硬金屬或石材,因其材質(zhì)脆硬,故只能制成片狀,再焊于較具韌性之刀柄上,如此刀刃鈍化或崩裂時(shí),可以更換另一刀口或換新刀片。  

陶瓷車(chē)刀是由氧化鋁粉未,添加少量元素,再經(jīng)由高溫燒結而成,其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高,但是因為質(zhì)脆,故不適用于非連續或重車(chē)削。  

鉆石刀具作高級表面加工時(shí),可使用圓形或表面有刃緣的工業(yè)用鉆石來(lái)進(jìn)行光制??傻玫礁鼮楣饣谋砻?,主要用來(lái)做銅合金或輕合金的精密車(chē)削,在車(chē)削時(shí)必須使用高速度,最低需在60~100m/min,通常在200~300m/min。  

立方晶氮化硼(CBN)是近年來(lái)推廣的材料,硬度與耐磨性?xún)H次于鉆石,此刀具適用于加工堅硬、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金


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