硬质合金刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此,刀具材料应具备如下一些基本性能:
(1) 硬度和性。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,性就越好。
(2) 强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性,以便承受切削力、冲击和振动
钨钢刀片公司
硬质合金刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此,刀具材料应具备如下一些基本性能:
(1) 硬度和性。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,性就越好。
(2) 强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性,以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。
(3) 耐热性。刀具材料的耐热性要好,能承受高的切削温度。(4) 工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能价格比。CVD金刚石是指用化学气相沉积法(CVD)在异质基体(如硬质合金、陶瓷等)上合成金刚石膜,CVD金刚石具有与天然金刚石完全相同的结构和特性。
机械刀具在拉削和铰削加工中的应用
在拉削加工中,一般采用复合式渐开线跳齿内孔超硬材料拉刀加工工件孔,其优点主要有两点:其一是花键刃开侧隙的刀齿结构和合理的跳齿排布方式, 保证了拉刀的制造质量,而且其制造工艺不复杂,成本与普通的复合式渐开线拉刀相比也没有太多差别。其二是这种加工方式保证了工件内孔各形面间的同轴度,在后续加工工序中,可以统一选用小径圆面为定位基准, 从而使得后序检验心轴和定位心轴的制作简化了许多,同时也保证了各加工表面的位置精度。两种刀补在处理方法上的区别:B刀补采用读一段,算一段,走一段的处理方法。
在硬铸件小孔或淬硬钢的铰削加工中,PCBN 电镀铰刀应用十分广泛。这类铰刀以9CrSi 或42HRC 的45# 钢作为基体,具有切削和前后导向部分。其基体设计要十分合理,且制造精度要求很高,切削部分要比前导向部分大0.04mm,工件孔深要小于切削区长度,切削区长度要比后导向长度略小。例如,某工厂加工直径大约为12mm 的淬火钢工件, 其硬度为45HRC,底部尺寸大约为12mm,加工要求孔的圆柱度为0.005mm,表面粗糙度为0.2μm。这个时候一般选用的是一组5 把电镀CBN 铰刀来进行加工。有些发动机制造厂用PCBN 或PCD 电镀铰刀珩铰汽缸体的主轴承孔来代替珩磨,这种做法使工作效率提高了数倍,且加工成量稳定。“软”涂层刀具追求的目标是低摩擦系数,也称为自润滑刀具,它与工件材料的摩擦系数很低,只有0。
硬质合金刀具在采用合金工具钢时,刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。
由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他刀具上。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。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。
1969年,瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法,生产碳化钛涂层硬质合金刀片的。1972年,美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法,在硬质合金刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性,与表层的高硬度和性结合起来,从而使这种复合材料具有更好的切削性能。硬质合金刀具的种类按主要化学成分区分,硬质合金可分为碳化钨基硬质合金和碳(氮)化钛(TiC(N))基硬质合金。
刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等;螺纹加工工具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等;切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外,还有组合刀具。因此,PCD只能用于有色金属和非金属的精切,很难达到超精密镜面切削。
按切削运动方式和相应的刀刃形状,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形状,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类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。另外,刀具的度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。
硬质合金刀具退涂工艺
硬质
合金刀具的退涂是涂层刀具生产加工中的重要工艺,对涂层刀具的切削性能、使用寿命、表面质量、加工效率、加工精度等具有重要影响。目前,退涂工艺主要是以退涂TiN等单组元涂层和 (Ti, Al, Zr, Cr)N多组元复合涂层的退涂为主,随着涂层涂覆技术的不断发展,类金刚石涂层、金刚石涂层、纳米涂层等众多新涂层技术的出现和应用,退涂技术需要不断发展以满足新的工业生产需求。本文从物理退涂和化学退涂这两方面简要介绍了退涂工艺的特点及研究进展,并对新型涂层退涂方法的发展方向进行了初步探讨。6)在选择刀尖圆弧偏置方向和刀沿位置时,要特别注意前置刀架和后置刀架的区别。
退涂工艺
涂层材料包括氮化物、碳化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金刚石及复合涂层八大类数十个品种。应用为普遍的是单层TiN涂层、TiCN涂层、TiAlN涂层、CrN涂层、DLC(类金刚石)