浅谈立方氮化硼超硬刀具材料

2021-03-24

“在选择刀具的角度时,需求思索多种要素的影响,如工件资料、刀具资料、加工性质(粗、精加工)等,必需依据详细状况合理选择。”制造刀具的资料必需具有很高的高温硬度和耐磨性,必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性,良好的工艺性(切削加工、锻造和热处置等),并不易变形。


通常讲的刀具角度,是指制造和丈量用的标注角度在实践工作时,由于刀具的装置位置不同和切削运动方向的改动,实践工作的角度和标注的角度有所不同,但通常相差很小。通常当资料硬度高时,耐磨性也高;抗弯强度高时,冲击韧性也高。但资料硬度越高,其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,现代仍是应用最广的刀具资料,其次是硬质合金。


聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等;聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等;碳素工具钢和合金工具钢如今只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。


硬质合金可转位刀片如今都已用化学气相堆积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在开展的物理气相堆积法不只可用于硬质合金刀具,也可用于高速钢刀具,如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为障碍化学扩散和热传导的障壁,使刀具在切削时的磨损速度减慢,涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约进步1~3倍以上。


由于在高温、高压、高速下,和在腐蚀性流体介质中工作的零件,其应用的难加工资料越来越多,切削加工的自动化程度和对加工精度的请求越来越高。为了顺应这种状况,刀具的开展方向将是开展和应用新的刀具资料;进一步开展刀具的气相堆积涂层技术,在高韧性高强度的基体上堆积更高硬度的涂层,更好地处理刀具资料硬度与强度间的矛盾;进一步开展可转位刀具的构造;进步刀具的制造精度,减小产质量量的差异,并使刀具的运用完成最佳化。


按切削运动方式和相应的刀刃外形,刀具又可分为三类。通用刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等;成形刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的外形,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或相似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。


各种刀具的构造都由装夹局部和工作局部组成。整体构造刀具的装夹局部和工作局部都做在刀体上;镶齿构造刀具的工作局部(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。


刀具的装夹局部有带孔和带柄两类。带孔刀具依托内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传送改变力矩,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。


带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等普通为矩形柄;圆锥柄*锥度接受轴向推力,并借助摩擦力传送扭矩;圆柱柄普通适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传送改变力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成,而工作局部则用高速钢把两局部对焊而成。


刀具的工作局部就是产生和处置切屑的局部,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的构造、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等构造要素。有的刀具的工作局部就是切削局部,如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等;有的刀具的工作局部则包含切削局部和校准局部,如钻头、扩孔钻、铰刀、内外表拉刀和丝锥等。切削局部的作用是用刀刃切除切屑,校准局部的作用是修光已切削的加工外表和引导刀具。


刀具工作局部的构造有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体构造是在刀体上做出切削刃;焊接构造是把刀片钎焊到钢的刀体上;机械夹固构造又有两种,一种是把刀片夹固在刀体上,另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具普通制成焊接构造或机械夹固构造;瓷刀具都采用机械夹固构造。

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