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) 硬度和耐磨性。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,耐磨性就越好。
(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。
二、制刀具所用的材料
1、高速刀具;2、硬质合金刀具;3、金刚石刀具;4、其他材料刀具,如立方氮化硼刀具等。
三、切削工艺的分类
1、车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;2、钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等;3、镗削刀具;4、铣削刀具等。
四、为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求,近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用,在数量上达到整个数控刀具的30%~40%,金属切除量占总数的80%~90%。1、刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及热变形小;
2、互换性好,便于快速换刀;3、寿命高,切削性能稳定、可靠;4、刀具的尺寸便于调整,以减少换刀调整时间;5、刀具应能可靠地断屑或卷屑,以利于切屑的排除;6、系列化、标准化,以利于编程和刀具管理。
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。
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,且加工成品质量稳定。
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