金屬切削加工中,機加刀具(jù)需要承受很高的切削力以及切屑沿刀(dāo)具表(biǎo)麵高速(sù)滑移摩擦而產生的(de)大量(liàng)的(de)熱,使刀具處於一種極(jí)具惡劣的加工環境中。切削中切削力的大小往往(wǎng)是在一個值的附近做窄幅震(zhèn)蕩,微觀上造成一(yī)個又一個C原子獲得足夠的能量後從晶格中逸出,造成晶體缺(quē)陷,原子間引力減(jiǎn)弱,在外力持續作用下,晶(jīng)格之間發生剪切與剝落(luò),逐漸形成晶格層麵的磨損,達到一定數量的晶格層麵磨損後就會逐漸形成刀(dāo)具(jù)的磨損表麵。隨著切削時間的不斷增加,切(qiē)削區域能量不(bú)斷積聚,溫度(dù)不(bú)斷(duàn)升高,當溫度達到一定程度時(shí)就會促使刀具(jù)表麵形成新(xīn)的變質(zhì)層。變質層喪(sàng)失原來刀具材質的性質,不斷隨切屑消失(shī),逐漸形成刀具麵的磨損(sǔn),磨損達到一定程度時,刀具需重新刀(dāo)磨才能繼續使用。 機加刀具

1.刀(dāo)具材料(liào)
實踐中發現刀(dāo)具材料是決定刀具切削性能的根本因(yīn)素。硬(yìng)度高的材料脆性也高,高硬度的材料(liào)賦予刀具(jù)具有良好的耐磨性、熱穩定性,這(zhè)對於提高加工效率、保證加工質(zhì)量、降低加工成本以及提高(gāo)刀具壽命的影響(xiǎng)很大,然而高硬度的(de)刀具材料脆性(xìng)也高,其受衝擊性就差。如(rú)何保持刀具高硬度、高耐磨性,高(gāo)紅硬(yìng)性和高韌性是刀具材料所應(yīng)克服的一個關鍵(jiàn)。目前最通用的方式是根據加(jiā)工工件材質(zhì)的不同有針對性的(de)選用刀(dāo)具材質,在盡可能的保證(zhèng)刀具的高(gāo)硬度,高耐磨性、高紅硬性、足夠(gòu)的韌性的基礎上,盡量減少兩種(zhǒng)材質的親(qīn)和性。另外伴隨行業發展的要求,塗層刀(dāo)具得到了越來越廣泛的應用,這便得絕大部分刀具在保持較高韌性的同時,具有了良好的經濟性。
2.切削性質與幾何角(jiǎo)度(dù)
切削性質分為粗(cū)加工和精加工,粗加工指的是在盡可(kě)能短(duǎn)的時(shí)間內,去除毛坯件上多餘的材料,但應注意內應力等因素對後續工序的影響;所(suǒ)以要求機加刀具在選擇幾何角度時要(yào)有利於機加刀具具有足夠的硬度、韌性、強度、紅硬(yìng)性、耐磨性;精加工是在工件粗、精加(jiā)工等工序完(wán)成後(hòu),何證工件加工質量(liàng)為目的的,而這一目的要求此時的機加刀具選用幾何角度(dù)時要具(jù)有一定(dìng)的強度、硬度、韌性、刀刃足夠的鋒利。此外還要注意不現的切削方式給加工刀具壽命帶來的影響,切削方式分為(wéi)順銑和逆銑,逆銑時;刀齒的切(qiē)削厚度從零逐漸增大。刀齒在開始切入時(shí),由於切削刃鈍圓(yuán)半徑的影響,刀齒在工(gōng)件表麵上打滑,產生擠壓和摩擦,使這段表麵產生(shēng)嚴重的冷硬(yìng)層。滑(huá)行到(dào)一定程度時,刀齒方能切下一層金屬層。下一個刀齒切入時,又在(zài)冷(lěng)硬層上(shàng)擠壓、滑行,使刀齒容易磨損,同時使工件表麵粗(cū)糙度值增大;順銑時,刀齒的切削厚度從最大逐(zhú)漸遞減至零,避(bì)免了逆(nì)銑時的(de)刀齒擠壓、滑行現象,已加工表麵的加工硬化程度大為減輕,表麵質量也較高,刀具耐用度也比逆銑時高。
機加刀具選擇不(bú)同的幾何角度,對刀具壽命的長短(duǎn)有決定(dìng)性的意義,同時對工件的(de)加工質量、生產效益的高低都(dōu)有很大的影響,對加工機床的要求(qiú)也很高
2.1 前角,總的來看,大前(qián)角利於刀具的鋒利,讓切(qiē)削變的輕快,但刀具的整體強度和刀具(jù)韌口(kǒu)強度會被削弱,耐衝擊和耐磨性變差;小前角甚至負(fù)前角加工工件時,刀具耐衝擊和摩擦的性能好,隨著負(fù)前角絕對值的減小,後(hòu)刀麵磨損麵積變化(huà)不大,但總體呈減小趨勢,但同樣負前角加工時,其自身的(de)弊端是切(qiē)削(xuē)阻力大,增大了切削振動,切削表麵質量變差,所以選大(dà)前角還是小前角不僅要考慮刀具的性質,還要考慮加工的性質
2.2 後角,大(dà)後(hòu)角(jiǎo)使刀具刀刃鋒利但是犧牲了刀(dāo)體(tǐ)的強度、刀具的耐磨性;小後角則強化了刀口的強度,但犧牲了刀具的鋒利性,增加了設備的載荷,。 機加刀具
2.3 螺旋角,螺旋角(jiǎo)愈大時,其波動麵則會愈差,其麵粗度會愈理想。逆銑時螺旋(xuán)角(jiǎo)之改變對加工麵精度較(jiào)沒影響,但是順銑(xǐ)時就有相當(dāng)之影響。當順銑時螺旋角愈小,其加工麵精度會愈差(chà),尤其螺旋角10度時相(xiàng)當明顯,因為順銑之切削力(lì)比逆銑(xǐ)小,當(dāng)螺旋角較小時,切削時會有較激烈(liè)的衝擊。螺旋角愈大,其排屑情況愈差。低螺(luó)旋角(jiǎo)比(bǐ)較適合(hé)銑削溝漕,高螺旋角比(bǐ)較不適合銑削溝(gōu)漕。高螺旋(xuán)角銑溝漕時必采用少量快速之(zhī)切削方式(shì),這是最新之方法。不同螺旋角切削(xuē)抵抗之比較。螺旋角愈小,切削扭距愈大,相反螺旋(xuán)角愈大切削扭(niǔ)距則愈小。螺旋角愈小,軸向拉力愈小(xiǎo),相反螺旋角愈大軸向拉(lā)力則愈大。如果使用螺旋角較(jiào)大之立銑刀,必須(xū)使用較強把握力之夾(jiá)頭。高螺旋角立銑刀之偶角比低螺旋角立銑(xǐ)刀尖(jiān)銳,比較容易崩(bēng)裂(liè)。高(gāo)螺旋角立銑刀之偶角內側凹漕(cáo)若有平(píng)麵設計(jì),則可防(fáng)上崩裂。螺旋角較大時,直徑摩量會較小,因此刀具使用壽命可較長。60度高(gāo)螺旋角立銑刀若直接銑削溝漕,易折斷(duàn)崩裂,刀具便無壽命(mìng)可言。
由此可見,每次機加刀具(jù)角度選(xuǎn)用的(de)不同,對刀具壽命、銑削力大小(xiǎo)和切削的工藝性影響也不同,所(suǒ)以在選擇方麵要(yào)針對性強。
3.有效冷卻
有效冷卻對於刀具壽命、工(gōng)件加工質量的影響是相當大(dà)的大的。無論從傳通加工的(de)觀點還是現代新(xīn)的觀點來看,有效冷卻對(duì)機械加工來說,都至關重要,因為有效及時冷卻有利於減小刀具二次磨損(sǔn),延長刀具的使用壽命;有利於工件獲(huò)取優質的表麵質量;在現代精密加工中(zhōng)更有利於減少粉塵對機床絲杠和導軌的影響。未來(lái)伴隨新(xīn)的切削理論的(de)研究,超高速切削加工、3D打(dǎ)印技術的發展,也許(xǔ)未來的機械(xiè)加工(gōng)會與目前(qián)的加工(gōng)有本質上的改(gǎi)變,現(xiàn)在隨著生產科技不斷發展(zhǎn),機加刀具的研究人員也不斷對也刀具做深入的研究,在(zài)不斷優化刀具材料、刀具幾何角度、刀(dāo)具切削環境的條件下(xià),也不斷對(duì)刀具的應用做著新的創新.
4.塗(tú)層
塗層刀具結合了機加刀具高強度、高韌(rèn)性和塗層高硬度、高耐磨性(xìng)的優點(diǎn),提高了刀具的耐磨性而不降低其韌性。塗層刀具通用性廣,加工範圍顯著(zhe)擴大,使用塗層刀具可以(yǐ)獲得(dé)明顯(xiǎn)的經濟效益。一種塗層刀具可以代替數種非(fēi)塗層刀具使用,因而(ér)可以大大減少刀具的品種和庫存量,簡化刀(dāo)具管理,降低刀具和設備成(chéng)本(běn)。金剛石是(shì)自然(rán)界中(zhōng)最硬的物質,耐磨性小(xiǎo),導熱性高及優異的化學穩(wěn)定性等特殊性(xìng)能使其成為磨料和切削工具理想的材料。對金剛石塗層來說,世界上眾多的塗層公司均投入大量的人力和(hé)物力來研究開發相關(guān)塗層技術,但是至今為止,國外成熟而又經濟(jì)的塗層(céng)公司僅僅限於歐洲;PARA作為一款優秀的石墨加工(gōng)刀具,同樣采用世界最先進(jìn)的塗層技(jì)術對刀具進行(háng)表麵處理,以確保加工壽命的同時,保證刀具的經濟實用。 機加刀具
5.刀具刃口的(de)強化
刀具刃口鈍化(huà)技術(shù)越來越多的被行業從業者重識起來,塗層刀具在塗層前必須經過刀(dāo)口的鈍化處理,才能解決刃磨後的刀具(jù)刃口微觀缺口的(de)缺陷,使其鋒值減(jiǎn)少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的(de)。針對不同的刀具刃口問(wèn)題應采(cǎi)取不同的改進辦法,但不論哪種改進方法,都得保證加工質量的前提下,追求生產(chǎn)的效益性。比(bǐ)如降低轉速、加(jiā)大(dà)冷卻(què)能有效應對刃口(kǒu)磨損、熱變形、熱裂紋但是降(jiàng)低了不利於工件質量的保證,降低(dī)了生產效率;提高轉速、提高(gāo)進給裏(lǐ)利於生產效率了但同時也對刀具材料的耐(nài)磨性、紅硬性、耐衝擊性提出了更高的要求 機加刀具
6.結束語(yǔ)
綜述以上幾點,刀具(jù)的使用壽(shòu)命(mìng)取決於幾何角度的合理選擇、機械加(jiā)工環境、塗層的選擇(zé)等(děng)等,在具體的應用中應綜合考量,這些要素相輔相成(chéng)、不可或缺。一把(bǎ)好的機加刀具,應具備放便切削、保證加工質量的前提下具有長的使用壽命、能夠深度加工並且(qiě)能夠節(jiē)約加(jiā)工成本。