刀具按工件加工表麵的形式可分為(wei) 五類。加工各種外表麵的刀具,包括車刀、刨刀、銑刀、外表麵拉刀和銼刀等;孔加工刀具,包括鑽頭、擴孔鑽、鏜刀、鉸刀和內(nei) 表麵拉刀等;螺紋加工工具,包括絲(si) 錐、板牙、自動開合螺紋切頭、螺紋車刀和螺紋銑刀等;齒輪加工刀具,包括滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪加工刀具等;切斷刀具,包括鑲齒圓鋸片、帶鋸、弓鋸、切斷車刀和鋸片銑刀等等。此外,還有組合刀具。
按切削運動方式和相應的刀刃形狀,刀具又可分為(wei) 三類。通用刀具,如車刀、刨刀、銑刀(不包括成形的車刀、成形刨刀和成形銑刀)、鏜刀、鑽頭、擴孔鑽、鉸刀和鋸等;成形刀具,這類刀具的刀刃具有與(yu) 被加工工件斷麵相同或接近相同的形狀,如成形車刀、成形刨刀、成形銑刀、拉刀、圓錐鉸刀和各種螺紋加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齒輪的齒麵或類似的工件,如滾刀、插齒刀、剃齒刀、錐齒輪刨刀和錐齒輪銑刀盤等。
組成
各種刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。
整體(ti) 結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體(ti) 上;鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體(ti) 上。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩(liang) 類。帶孔刀具依*內(nei) 孔套裝在機床的主軸或心軸上,借助軸向鍵或端麵鍵傳(chuan) 遞扭轉力矩,如圓柱形銑刀、套式麵銑刀等。
形態
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為(wei) 矩形柄;圓錐柄*錐度承受軸向推力,並借助摩擦力傳(chuan) 遞扭矩;圓柱柄一般適用於(yu) 較小的麻花鑽、立銑刀等刀具,切削時借助夾緊時所產(chan) 生的摩擦力傳(chuan) 遞扭轉力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼製成,而工作部分則用高速鋼把兩(liang) 部分對焊而成。
刀具的工作部分就是產(chan) 生和處理切屑的部分,包括刀刃、使切屑斷碎或卷攏的結構、排屑或容儲(chu) 切屑的空間、切削液的通道等結構要素。有的刀具的工作部分就是切削部分,如車刀、刨刀、鏜刀和銑刀等;有的刀具的工作部分則包含切削部分和校準部分,如鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、內(nei) 表麵拉刀和絲(si) 錐等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑,校準部分的作用是修光已切削的加工表麵和引導刀具。
結構
刀具工作部分的結構有整體(ti) 式、焊接式和機械夾固式三種。整體(ti) 結構是在刀體(ti) 上做出切削刃;焊接結構是把刀片釺焊到鋼的刀體(ti) 上;機械夾固結構又有兩(liang) 種,一種是把刀片夾固在刀體(ti) 上,另一種是把釺焊好的刀頭夾固在刀體(ti) 上。硬質合金刀具一般製成焊接結構或機械夾固結構;瓷刀具都采用機械夾固結構。
刀具切削部分的幾何參數對切削效率的高低和加工質量的好壞有很大影響。增大前角,可減小前刀麵擠壓切削層時的塑性變形,減小切屑流經前麵的摩擦阻力,從(cong) 而減小切削力和切削熱。但增大前角,同時會(hui) 降低切削刃的強度,減小刀頭的散熱體(ti) 積。
選擇
在選擇刀具的角度時,需要考慮多種因素的影響,如工件材料、刀具材料、加工性質(粗、精加工)等,必須根據具體(ti) 情況合理選擇。通常講的刀具角度,是指製造和測量用的標注角度在實際工作時,由於(yu) 刀具的安裝位置不同和切削運動方向的改變,實際工作的角度和標注的角度有所不同,但通常相差很小。
製造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性,必要的抗彎強度、衝(chong) 擊韌性和化學惰性,良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等),並不易變形。
通常當材料硬度高時,耐磨性也高;抗彎強度高時,衝(chong) 擊韌性也高。但材料硬度越高,其抗彎強度和衝(chong) 擊韌性就越低。高速鋼因具有很高的抗彎強度和衝(chong) 擊韌性,以及良好的可加工性,現代仍是應用的刀具材料,其次是硬質合金。
聚晶立方氮化硼適用於(yu) 切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等;聚晶金剛石適用於(yu) 切削不含鐵的金屬,及合金、塑料和玻璃鋼等;碳素工具鋼和合金工具鋼現在隻用作銼刀、板牙和絲(si) 錐等工具。
應用及意義(yi)
硬質合金可轉位刀片現在都已用化學氣相沉積法塗覆碳化鈦、氮化鈦、氧化鋁硬層或複合硬層。正在發展的物理氣相沉積法不僅(jin) 可用於(yu) 硬質合金刀具,也可用於(yu) 高速鋼刀具,如鑽頭、滾刀、絲(si) 錐和銑刀等。硬質塗層作為(wei) 阻礙化學擴散和熱傳(chuan) 導的障壁,使刀具在切削時的磨損速度減慢,塗層刀片的壽命與(yu) 不塗層的相比大約提高1~3倍以上。
由於(yu) 在高溫、高壓、高速下,和在腐蝕性流體(ti) 介質中工作的零件,其應用的難加工材料越來越多,切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為(wei) 了適應這種情況,刀具的發展方向將是發展和應用新的刀具材料;進一步發展刀具的氣相沉積塗層技術,在高韌性高強度的基體(ti) 上沉積更高硬度的塗層,更好地解決(jue) 刀具材料硬度與(yu) 強度間的矛盾;進一步發展可轉位刀具的結構;提高刀具的製造精度,減小產(chan) 品質量的差別。
龍偉(wei)
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