超硬材料機(jī)械刀具的種類(lèi)與性能分析
CVD 金剛石中不含任何金屬催化劑,其熱穩(wěn)定性和硬度在很大程度上近似于天然金剛石。CVD 金剛石具有很強(qiáng)的抗磨損性和極高的硬度,是目前世界上公認(rèn)的硬刀具材料。除此之外,CVD 金剛石還具有摩擦系數(shù)小、熱導(dǎo)率高、切割效果好等諸多優(yōu)點(diǎn), 在進(jìn)行金屬和非金屬材料切割方面都具有很好的效果。但是CVD 金剛石的熱穩(wěn)定性較差,而且硬度有余,韌性不足,在長(zhǎng)期切割產(chǎn)生高溫的情況下容易出現(xiàn)碳化現(xiàn)象,不能用于硬質(zhì)合金、鋼鐵合金等材料的加工。
聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具,按照其構(gòu)成成分的不同,可以分為聚晶立方氮化硼復(fù)合片、整體聚晶立方氮化硼刀具以及電鍍立方氮化硼刀具三種類(lèi)型。其中,聚晶立方氮化硼是目前應(yīng)用較為廣泛的一種超硬刀具材料,具有極高的耐磨性和熱穩(wěn)定性,適用于目前多數(shù)機(jī)械加工操作,而且其材料來(lái)源較為廣泛,制造成本相對(duì)于金剛石要低,因此成為了機(jī)械加工刀具材料的主流選擇。人造聚晶金剛石是在高溫高壓狀態(tài)下,加入金屬凝結(jié)劑將金剛石單晶體材料結(jié)合形成的一種材料。在硬度方面,處于CVD 金剛石和天然金剛石之間,但是其韌性要高于兩
者,同時(shí)還具有較好的兼容性和可焊性。目前人造聚晶金剛石多用于精密小型部件的加工切割。
精度越高的模切刀片質(zhì)量越好,檔次越高
精度越高的模切刀片質(zhì)量越好,檔次越高刀峰經(jīng)淬火處理的刀由于刀身軟,刀峰硬,通常被稱(chēng)為軟刀
軟刀中淬火處理面積的厚薄對(duì)耐用性影響很大,淬火面積大,承托刀身傳遞過(guò)來(lái)的機(jī)械壓力的能力越大,反之較硬的刀峰與較軟的刀身的接觸面積較少時(shí),硬的部分會(huì)向軟的部分凹陷進(jìn)去,或很易脫落,承托力不足或減至零,即刀的壽命縮短。
當(dāng)然也不能無(wú)限制增加淬火層面積,淬火層面積太多會(huì)影響模切刀的彎曲。由于淬火層的重要性,加上淬火層面積越大,刀的造價(jià)越高,所以有些無(wú)良生產(chǎn)商甚至用涂顏色的方法在刀峰涂上一層墨色就說(shuō)是淬火處理,以欺騙用戶(hù),作為使用者應(yīng)具備清醒的頭腦,不要被假刀瞞騙。
以某模切刀為例,其精度達(dá)±0.02mm,且A、B、C類(lèi)刀上本身的精度可達(dá)±0.007mm,比如長(zhǎng)期選用A類(lèi)刀,那么A類(lèi)刀的精度可以過(guò)到±0.007mm(B類(lèi)、C類(lèi)同樣),這種做法方便于用戶(hù)。用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)同類(lèi)刀,價(jià)格并未改變,而可得到精度工差±0.08mm的,而普通補(bǔ)底紙也只有0.05mm厚,公差之大難于用補(bǔ)底紙來(lái)補(bǔ)。特別是對(duì)于精度要求極高的不干膠模切,這些粗糙的模切根本不合格。
前角在正交平面內(nèi)測(cè)量的前刀面與基面間的夾角。機(jī)械刀具前刀面在基面之下時(shí)為正前角,刀具前刀面在基面之上時(shí)為負(fù)前角。前角一般在-5°~ 25°之間選取。前角選擇的原則:前角的大小主要解決刀頭的堅(jiān)固性與鋒利性的矛盾。因此首先要根據(jù)加工材料的硬度來(lái)選擇前角。加工材料的硬度高,前角取小值,反之取大值。其次要根據(jù)加工性質(zhì)來(lái)考慮前角的大小,粗加工時(shí)前角要取小值,精加工時(shí)前角應(yīng)取大值?;驹瓌t是:塑性越大的金屬前角越大,像鑄鐵這類(lèi)幾乎沒(méi)塑性的前角要取到負(fù)值
后角在正交平面內(nèi)測(cè)量的主后刀面與切削平面間的夾角。后角不能為零度或負(fù)值,一般在6°~12°之間選取。后角選擇的原則:首先考慮加工性質(zhì)。精加工時(shí),后角取大值,粗加工時(shí),后角取小值。其次考慮加工材料的硬度,加工材料硬度高,主后角取小值,以增強(qiáng)刀頭的堅(jiān)固性;反之,后角應(yīng)取小值。
主偏角在基面內(nèi)測(cè)量的主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。主偏角一般在30°~ 90°之間選取。主偏角的選用原則:首先考慮車(chē)床、夾具和刀具組成的車(chē)工工藝系統(tǒng)的剛性,如車(chē)工工藝系統(tǒng)剛性好,主偏角應(yīng)取小值,這樣有利于提高車(chē)刀使用壽命和改善散熱條件及表面粗造度。其次要考慮加工工件的幾何形狀,當(dāng)加工臺(tái)階時(shí),主偏角應(yīng)取90°,加工中間切入的工件,主偏角一般取60
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