机械加工:刀具材料及刀具构造

直截了当完成切削工作的是刀具。无论哪种刀具,装卸方便。直截了当完成切削工作的是刀具。无论哪种刀具,装卸方便。切削部分是刀具上直截了当参加切削工作的部分,刀具切削性能的优劣,取决于切削部分的材料、角度和结构。

  目前,生产中所用的刀具材料以高速钢和硬质合金居多。碳素工具钢(如t10a、t12a)、工具钢(如9sicr、crwmn)因耐热性差,仅用于一些手工或切削速度较低的刀具。高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。有较高的热稳定性,较高的强度、韧性、硬度和耐磨性;其制造工艺简单,容易磨成锋利的切削刃,可锻造,这对于一些形状复杂的工具,如钻头、成形刀具、拉刀、齿轮刀具等尤为严重,是制造这些刀具的要紧材料。

  高速钢按用途分为通用型高速钢和高性能高速钢;按制造工艺不同分为熔炼高速钢和粉末高速钢。

由难熔金属化合物(如wc、tic)和金属粘结剂(co)经粉末冶金法制成。因含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好的金属碳化物,硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都很高。硬度可达hra89~93,在800~1000 °c还能承担切削,耐用度较高速钢高几十倍。

  当耐用度相同时,切削速度可提高4~10倍。唯抗弯强度较高速钢低,冲击韧性差,切削时不能承受大的振动和冲击负荷。碳化物含量较高时,硬度高,但抗弯强度低;粘结剂含量较高时,抗弯强度高,但硬度低。硬质合金以其切削性能高超被广泛用作刀具材料(约占50%)。如大多数的车刀、端铣刀以至深孔钻、铰刀、齿轮刀具等。它还可用于加工高速钢刀具不能切削的淬硬钢等硬材料。

  

(1)前面(前刀面):刀具上与切屑接触并相互作用的表面。

  (2)主后面(主后刀面):刀具上与工件过渡表面接触并相互作用的表面。

  (3)副后面(副后刀面):刀具上与工件已加工表面接触并相互作用的表面。

  (4)主切削刃:前刀面与主后刀面的交线,它完成要紧的切削工作。

  (5)副切削刃:前刀面与副后刀面的交线,它配合主切削刃完成切削工作,并终极形成已加工表面。

  (6)刀尖:连接主切削刃和副切削刃的一段刀刃,它可以是小的直线段或圆弧。

  

其它各类刀具,如刨刀、钻头、铣刀等,都可看作是车刀的演变和组合。如上图所示,刨刀切削部分的形状与车刀相同(图a);钻头可看作是两把一正一反并在一起同时车削孔壁的车刀,因而有两个主切削刃,两个副切削刃,还增添了一个横刃(图b);铣刀可看作由多把车刀组合而成的复合刀具,其每一个刀齿相当于一把车刀。

(1)切削平面:通过主切削刃上某一点并与工件加工表面相切的平面(2)基面:通过主切削刃上某一点并与该点切削速度方向相垂直的平面。

   (3)正交平面:通过主切削刃上某一点并与主切削刃在基面上的投影相垂直的平面。

  

(1)前角:在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角,前角表示前刀面的倾斜程度;(2)后角:在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角,后角表示主后刀面的倾斜程度;(3)主偏角:在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角,主偏角一般为正值;(4)副偏角 在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角,副偏角一般为正值。(5)刃倾角 在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角

(1)按加工方式和具体用途,可分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和磨具等几大类型。(2)按所用材料性质,可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼(cbn)刀具和金刚石刀具等;(3)按结构形式,可分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等(4)按是否标准化,可分为标准刀具和非标准刀具等。

  (1)车刀:可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔,也可用于切槽和切断等。

   a)直头外圆车刀 b)弯头外圆车刀 c)弯头外圆车刀 d)端面车刀 e)内孔车刀 f)切断刀 g)宽刃光刀(2)孔加工刀具 孔加工刀具一般可分为两大类:一类是从实体材料上加工出孔的刀具,常用的有麻花钻、中间钻和深孔钻等;另一类是对工件上己有孔进行再加工用的刀具,常用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。麻花钻:麻花钻是应用最广的孔加工刀具,专程适合于3omm以下的孔的粗加工,偶然也可用于扩孔。

  工作部分(刀体)的前端为切削部分,承担要紧的切削工作,后端为导向部分,起引导钻头的作用,也是切削部分的后备部分。工作部分有两个对称的刃瓣 、两条对称的螺旋槽;导向部分磨有两条棱边。标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差等结构问题,生产中为了提高钻孔的精度和效率,常将标准麻花钻按特定方式刃磨成 “群钻” 使用。群钻的基本特征为:“三尖七刃锐当先,月牙弧槽分两边,一侧外刃开屑槽,横刃磨得低窄尖”。搜索复制