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硬質(zhì)合金刀具的選擇技巧

為了減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)控車床車削加工時(shí)應(yīng)盡量采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀。在數(shù)控機(jī)床上加工零件機(jī)械加工工序可以比較集中在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣?？紤]被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在數(shù)控機(jī)床上加工哪一部分在其他機(jī)床上加工即對(duì)零件的加工工序進(jìn)行劃分。工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。刀片材質(zhì)的選擇。常見刀片材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼和金剛石等其中應(yīng)用比較多的是硬質(zhì)合金和涂層硬質(zhì)臺(tái)金刀片。機(jī)械加工刀片是機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的一個(gè)重要組成元件。選機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀重點(diǎn)是選刀片。按照國(guó)標(biāo)刀片大弦可分為帶圓孔、帶沉孔以及無(wú)孔三大類形狀有三角形、正方形、五邊形、六邊形、圓形以及菱形等共17種。在選擇刀片時(shí)主要從下面幾個(gè)方面來(lái)考慮 刀片尺寸的選擇。刀片尺寸的大小取決于必要的有效切削刃長(zhǎng)度L。有效切削刃長(zhǎng)度L與背吃刀量a。和車刀的主偏角有關(guān)選用時(shí)可查閱有關(guān)刀具手冊(cè)。選擇刀片材質(zhì)主要依據(jù)被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面質(zhì)量要求、切削載荷的大小以及切削過(guò)程有無(wú)沖擊和振動(dòng)等。

目前，生產(chǎn)中所用的機(jī)械刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼（如T10A、T12A）、工具鋼（如9SiCr、CrWMn）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。高速鋼是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。有較高的熱穩(wěn)定性，較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；其制造工藝簡(jiǎn)單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造，這對(duì)于一些形狀復(fù)雜的工具，如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要，是制造這些刀具的主要材料。高速鋼按用途分為通用型高速鋼和高速鋼；按制造工藝不同分為熔煉高速鋼和粉末高速鋼。

硬質(zhì)合金由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結(jié)劑（Co）經(jīng)粉末冶金法制成。

因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金屬碳化物，硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬度可達(dá)HRA89～93，在800～1000 °C還能承擔(dān)切削，耐用度較高速鋼高幾十倍。當(dāng)耐用度相同時(shí)，切削速度可提高4～10倍。唯抗彎強(qiáng)度較高速鋼低，沖擊韌性差，切削時(shí)不能承受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。碳化物含量較高時(shí)，硬度高，但抗彎強(qiáng)度低；粘結(jié)劑含量較高時(shí)，抗彎強(qiáng)度高，但硬度低。硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占50％）。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。

硬質(zhì)合金刀具的退涂是涂層刀具生產(chǎn)加工中的重要工藝，對(duì)涂層刀具的切削性能、使用壽命、表面質(zhì)量、加工效率、加工精度等具有重要影響。目前，退涂工藝主要是以退涂TiN等單組元涂層和 (Ti, Al, Zr, Cr)N多組元復(fù)合涂層的退涂為主，隨著涂層涂覆技術(shù)的不斷發(fā)展，類金剛石涂層、金剛石涂層、納米涂層等眾多新涂層技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，退涂技術(shù)需要不斷發(fā)展以滿足新的工業(yè)生產(chǎn)需求。本文從物理退涂和化學(xué)退涂這兩方面簡(jiǎn)要介紹了退涂工藝的特點(diǎn)及研究進(jìn)展，并對(duì)新型涂層退涂方法的發(fā)展方向進(jìn)行了初步探討。

退涂工藝

涂層材料包括氮化物、碳化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金剛石及復(fù)合涂層八大類數(shù)十個(gè)品種。應(yīng)用為普遍的是單層TiN涂層、TiCN涂層、TiAlN涂層、CrN涂層、DLC（類金剛石）涂層和金剛石涂層等。對(duì)于不同的涂層材料和結(jié)構(gòu)，采取的退涂工藝也不相同。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，退涂工藝主要有物理退涂和化學(xué)退涂?jī)纱箢悺?

1.物理退涂

物理退涂是指用機(jī)械的方法將膜層從機(jī)體上清除，物理退膜的方法主要有噴砂法、機(jī)械加工磨削等。適用于不宜在化學(xué)溶液里浸泡的基材和對(duì)表面光潔度要求不高、對(duì)尺寸精度要求不高且表面形狀簡(jiǎn)單、易于研磨拋光的刀具。

2.化學(xué)退涂

化學(xué)退涂是指在酸性或堿性的化學(xué)退除溶液中對(duì)刀具涂層進(jìn)行溶解，退涂的溶液與刀具表面的合金涂層起化學(xué)反應(yīng)。溶液對(duì)退膜掉的化合物需要有絡(luò)和作用，使涂層從機(jī)體松懈后及時(shí)形成絡(luò)和物從刀具或工件基體分離，不在刀具機(jī)體上附著混合物殘?jiān)?，恢?fù)刀具基體在未鍍膜前的本來(lái)面目。這種方法是目前涂層中普遍采用的退涂方法。

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