刀片的主要成分
硬质合金刀片的主要成分是不同配比的碳化钨和钴,原材料一开始的形态是粉末。在重约560kg的容器里盛装着配好的原料,它们将被用于生产不同的粉末。在车间里,将干燥的原料与乙醇和水配成的溶剂混合形成一种粘稠度类似酸奶的灰色浆状物。刀具长度补偿必须伴随独立的插补运动(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。待浆状物干燥后,将样品送往实验室进行质量检测。这些粉末由很多直
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刀片的主要成分
硬质合金刀片的主要成分是不同配比的碳化钨和钴,原材料一开始的形态是粉末。在重约560kg的容器里盛装着配好的原料,它们将被用于生产不同的粉末。在车间里,将干燥的原料与乙醇和水配成的溶剂混合形成一种粘稠度类似酸奶的灰色浆状物。刀具长度补偿必须伴随独立的插补运动(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。待浆状物干燥后,将样品送往实验室进行质量检测。这些粉末由很多直径为20-200μm的颗粒组成,非常微小(一根头发的直径是50-60μm)。
这些粉末被装在容积100kg的桶中并输送到用于制造刀片的冲压机边。操作工将冲模(用于冲压不同刀片的模具) 放入机床,并将订单输入计算机,冲模腔内根据订单信息充满粉末。执行刀具半径补偿后,数控系统自动计算,并使刀具按照计算结果自动补偿。冲压每片刀片的压力高达12吨,机床会对每片刀片进行称重,操作人员也会进行观察控制。在这一阶段,刀片非常脆弱,很容易裂损。
冲压后的刀片需要被加热使其硬化,这一工作由烧结炉完成,烧结炉一次可以处理数千片刀片。压制好的刀片粉末在长达13h的过程中被加热到约1,500℃,熔融而成为硬质合金这一硬度极高的材料。2)G41/G42不带参数,其补偿号(代表所用刀具对应的刀尖半径补偿值)由T指令。烧结工艺中的收缩比例约为50%,因此烧结后刀片大小仅为之前的一半。

切削
机械刀具与加工对象的力学性能匹配问题主要是指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能参数要相匹配。具有不同力学性能的刀具材料所适合加工的工件材料有所不同。
① 刀具材料硬度顺序为:金刚石刀具>立方氮化硼刀具>ceramic刀具>硬质合金>高速钢。
② 刀具材料的抗弯强度顺序为:高速钢>硬质合金>ceramic刀具>金刚石和立方氮化硼刀具。
③ 刀具材料的韧度大小顺序为:高速钢>硬质合金>立方氮化硼、金刚石等。
高硬度的工件材料,必须用更高硬度的刀具来加工,刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,其性就越好。涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片,满足高速切削加工各种钢和铸铁、耐热合金和有色金属等材料的需要。如,硬质合金中含钴量增多时,其强度和韧性增加,硬度降低,适合于粗加工;含钴量减少时,其硬度及性增加,适合于精加工。
具有优良高温力学性能的刀具尤其适合于高速切削加工。ceramic刀具优良的高温性能使其能够以高的速度进行切削,允许的切削速度可比硬质合金提高2~10倍。

切削刀具材料与加工对象的化学性能匹配
切削
机械刀具材料与加工对象的化学性能匹配问题主要是指刀具材料与工件材料化学亲和性、化学反应、扩散和溶解等化学性能参数要相匹配。材料不同的刀具所适合加工的工件材料有所不同。
① 各种刀具材料抗粘接温度高低(与钢)为:PCBN>陶瓷>硬质合金>HSS。
② 各种刀具材料防氧化温度高低为:陶瓷>PCBN>硬质合金>金刚石>HSS。ceramic刀具可以加工传统刀具难以加工的高硬材料,适合于高速切削和硬切削。③ 种刀具材料的扩散强度大小(对钢铁)为:金刚石>Si3N4基陶瓷>PCBN>A1203基陶瓷。扩散强度大小(对钛)为:A1203基陶瓷>PCBN>SiC>Si3N4>金刚石。
控刀具材料的合理选择
一般而言,PCBN、涂层硬质合金及TiCN基硬质合金刀具适合于钢铁等黑色金属的数控加工;而PCD刀具适合于对Al、Mg、Cu等有色金属材料及其合金和非金属材料的加工。下表列出了上述刀具材料所适合加工的一些工件材料。
目前,生产中所用的
机械刀具材料以高速钢和硬质合金居多。碳素工具钢(如T10A、T12A)、工具钢(如9SiCr、CrWMn)因耐热性差,仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。C功能刀具半径补偿能自动处理两程序段刀具中心轨迹的转接,可完全按照工件轮廓来编程,因此现代CNC数控机床几乎都采用C功能刀具半径补偿。有较高的热稳定性,较高的强度、韧性、硬度和性;其制造工艺简单,容易磨成锋利的切削刃,可锻造,这对于一些形状复杂的工具,如钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等尤为重要,是制造这些刀具的主要材料。高速钢按用途分为通用型高速钢和高速钢;按制造工艺不同分为熔炼高速钢和粉末高速钢。
硬质合金由难熔金属化合物(如WC、TiC)和金属粘结剂(Co)经粉末冶金法制成。
因含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好的金属碳化物,硬质合金的硬度、性和耐热性都很高。硬度可达HRA89~93,在800~1000 °C还能承担切削,度较高速钢高几十倍。当度相同时,切削速度可提高4~10倍。唯抗弯强度较高速钢低,冲击韧性差,切削时不能承受大的振动和冲击负荷。因此,涂层刀具的切削速度比未涂层刀具可提高2倍以上,并允许有较高的进给量。碳化物含量较高时,硬度高,但抗弯强度低;粘结剂含量较高时,抗弯强度高,但硬度低。硬质合金以其切削性能优良被广泛用作刀具材料(约占50%)。如大多数的车刀、端铣刀以至深孔钻、铰刀、齿轮刀具等。
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