切削刀具的具體應(yīng)用

    高速切削的研究歷史，可以追塑到20世紀(jì)30年代有德國初次提出的有關(guān)高速切削概念。50年代后期開始，高速切削的試驗又進入各種試驗研究，高速切削的機理開始被科學(xué)家們所認(rèn)識。在高速切削的條件下切屑會由帶狀切屑轉(zhuǎn)變?yōu)閱卧行迹行寂c前刀面的摩擦將不再是切削力和切削熱的主要來源之一；同樣由于切削速度的提高，后刀面處工件材料的彈性變形也將由于變形速度逐漸跟不上切削速度而減少，后刀面的摩擦也因此而減少，從而對降低切削力和切削熱產(chǎn)生有利的影響。因此在高速切削時，主要的切削熱將由切屑導(dǎo)出，而工件和刀具的溫升都非常小，高速切削也被成為“冷態(tài)切削”。

    切削需要一種理想的刀具。理想的刀具材料應(yīng)具有較高的硬度和耐磨性,與工件有較小的化學(xué)親和力,高的熱傳導(dǎo)系數(shù),良好的機械性能和熱穩(wěn)定性能。硬質(zhì)合金刀具具有良好的抗拉強度和斷裂韌性,但由于較低的硬度和較差的高溫穩(wěn)定性,使其在高速硬切削中的應(yīng)用受到一定限制。但細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒的硬質(zhì)合金由于晶粒細(xì)化后,硬質(zhì)相尺寸變小,粘結(jié)相更均勻地分布在硬質(zhì)相的周圍,提高了硬質(zhì)合金的硬度與耐磨性,在硬切削中獲得較廣泛應(yīng)用。

銑削刀片刀具的特點及對切削加工的影響

    ① 硬度比工件材料高1.5~2.0倍，可代替前刀面進行切削，有保護切削刃、減小前刀面磨損的作用，但積屑瘤脫落時的碎片流經(jīng)刀具-工件接觸區(qū)會造成刀具后刀面磨損。

    ② 在積屑瘤形成后刀具的工作前角明顯增大，對減小切屑變形及降低切削力起了積極作用。

    ③ 由于積屑瘤突出于切削刃之外，使實際切削深度增大，影響工件的尺寸精度。

    ④ 積屑瘤會在工件表面造成“犁溝”現(xiàn)象，影響工件表面粗糙度。⑤積屑瘤的碎片會粘結(jié)或嵌入工件表面造成硬質(zhì)點，影響工件已加工表面的質(zhì)量。

刀具破損的控制措施：

    不使切屑底層材料與前刀面發(fā)生粘結(jié)或變形強化，即可避免積屑瘤的產(chǎn)生為此日的可采取如下措施。

① 減小前刀面的粗糙度。

② 增大刀具的前角。

③ 減小切削厚度。

④ 采用低速切削或高速切削，避開容易形成積屑瘤的切削速度。

⑤ 對工件材料進行適當(dāng)?shù)臒崽幚硖岣咂溆捕龋瑴p小塑性。

⑥ 采用抗粘結(jié)發(fā)性能好的切削液（如含硫、氯的極壓切削液）。

切削刀具材料與加工對象的力學(xué)性能匹配

    切削刀具與加工對象的力學(xué)性能匹配問題主要是指刀具與工件材料的強度、韌性和硬度等力學(xué)性能參數(shù)要相匹配。具有不同力學(xué)性能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。

    ① 刀具材料硬度順序為：金剛石刀具>立方氮化硼刀具>陶瓷的刀具>硬質(zhì)合金>高速鋼。

    ② 刀具材料的抗彎強度順序為：高速鋼>硬質(zhì)合金>陶瓷的刀具>金剛石和立方氮化硼刀具。

    ③ 刀具材料的韌度大小順序為：高速鋼>硬質(zhì)合金>立方氮化硼、金剛石和陶瓷的刀具。

    高硬度的工件材料，必須用更高硬度的刀具來加工，刀具材料的硬度必須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，其耐磨性就越好。如，硬質(zhì)合金中含鈷量增多時，其強度和韌性增加，硬度降低，適合于粗加工；含鈷量減少時，其硬度及耐磨性增加，適合于精加工。

    具有優(yōu)良高溫力學(xué)性能的刀具尤其適合于高速切削加工。陶瓷的刀具優(yōu)良的高溫性能使其能夠以高的速度進行切削，允許的切削速度可比硬質(zhì)合金提高2～10倍。