刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前’三世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。然而,刀具的快速发展是在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年,法国的勒内首先制出铣刀。1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明极早的文献记载是在1822年,但直到1864年才作为商品生产。那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的,许用的切削速度约为5米/分。1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年,美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年,德国的施勒特尔发明硬质合金。在采用合金工具钢时,刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大‘’大提高。硬质合金刀具,特别是可转位硬质合金刀具,是数控加工刀具的主导产品。广东OSG数控刀具推荐
陶瓷刀具性能与应用:
陶瓷刀具材料性能上存在着抗弯强度低、冲击韧性差问题,不适于在低速、冲击负荷下切削。陶瓷是主要用于高速精加工和半精加工的刀具材料之一。
陶瓷刀具具有高硬度、耐腐蚀性强的特点,在高速精密加工和半精加工领域有着广大的应用。它可以用于切削各种不同类型的材料,如铸铁、钢材、铜合金、石墨、工程塑料和复合材料等。陶瓷刀具在切削过程中能够保持长时间的锋利和稳定性,从而提高加工效率和产品质量。
陶瓷刀具适用于切削加工各种铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁)和钢材(碳素结构钢、合金结构钢、强度钢、高锰钢、淬火钢等),也可用来切削铜合金、石墨、工程塑料和复合材料。 沈阳数控刀具厂家氮化硅基陶瓷的性能更优越于氧化铝基陶瓷。
金刚石刀具的种类:
①天然金刚石刀具:天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了,天然单晶金刚石刀具经过精细研磨,刃口能磨得极其锋利,刃口半径可达0.002μm,能实现超薄切削,可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度,是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。
②PCD金刚石刀具:天然金刚石价格昂贵,金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD),自20世纪70年代初,采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石刀片研制成功以后,在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。PCD原料来源丰富,其价格只有天然金刚石的几十分之一至十几分之一。PCD刀具无法磨出极其锋利的刃口,加工的工件表面质量也不如天然金刚石,现在工业中还不能方便地制造带有断屑槽的PCD刀片。因此,PCD只能用于有色金属和非金属的精切,很难达到超精密镜面切削。
③CVD金刚石刀具:自从20世纪70年代末至80年代初,CVD金刚石技术在日本出现。CVD金刚石是指用化学气相沉积法在异质基体上合成金刚石膜,CVD金刚石具有与天然金刚石完全相同的结构和特性。CVD金刚石的性能与天然金刚石相比十分接近,兼有天然单晶金刚石和聚晶金刚石(PCD)的优点,在一定程度上又克服了它们的不足。
刀具通过刀柄连接并装在机床动力头上,因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为:①整体式。②镶嵌式(采用焊接或机夹式联接,机夹式又可分为不转位和可转位两种)。③特殊形式,如复合式刀具、减振式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为:①高速钢刀具。②硬质合金刀具(涂层和非涂层)。③金刚石刀具。④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。随着数控技术的发展,要求我们换刀迅速,近几年机夹式可转位刀具得到应用,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%。按用途不同,高速钢可分为通用型高速钢和高性能高速钢。
硬质合金刀具的性能特点如下:
①高硬度:硬质合金刀具是由硬度和熔点很高的碳化物(称硬质相)和金属粘结剂(称粘接相)经粉末冶金方法而制成的,其硬度达89~93HRA,远高于高速钢,在5400℃时,硬度仍可达82~87HRA,与高速钢常温时硬度(83~86HRA)相同。硬质合金的硬度值随碳化物的性质、数量、粒度和金属粘接相的含量而变化,一般随粘接金属相含量的增多而降低。在粘接相含量相同时,YT类合金的硬度高于YG类合金,添加TaC(NbC)的合金具有较高的高温硬度。
②抗弯强度和韧性:常用硬质合金的抗弯强度在900~1500MPa范围内。金属粘接相含量越高,则抗弯强度也就越高。当粘接剂含量相同时,YG类(WC-Co)合金的强度高于YT类(WC-TiC-Co)合金,并随着TiC含量的增加,强度降低。硬质合金是脆性材料,常温下其冲击韧度只为高速钢的1/30~1/8。 一般而言,PCBN、陶瓷刀具、涂层硬质合金及TiCN基硬质合金刀具适合于钢铁等黑色金属的数控加工。陕西泰珂洛数控刀具哪家好
为了使数控刀具与普通钻孔刀具有很好的互换性,数控加工中钻孔刀具与普通钻孔刀具没有很大区别。广东OSG数控刀具推荐
涂层刀具的特点:
①力学和切削性能好:涂层刀具将基体材料和涂层材料的优良性能结合起来,既保持了基体良好的韧性和较高的强度,又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数。因此,涂层刀具的切削速度比未涂层刀具可提高2倍以上,并允许有较高的进给量。涂层刀具的寿命也得到提高。
②通用性强:涂层刀具通用性广,加工范围明显扩大,一种涂层刀具可以代替数种非涂层刀具使用。
③涂层厚度:随涂层厚度的增加刀具寿命也会增加,但当涂层厚度达到饱和,刀具寿命不再明显增加。涂层太厚时,易引起剥离;涂层太薄时,则耐磨性能差。
④重磨性:涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、工艺要求高、涂层时间长。⑤涂层材料:不同涂层材料的刀具,切削性能不一样。如:低速切削时,TiC涂层占有优势;高速切削时,TiN较合适。 广东OSG数控刀具推荐