根据涂层材料的性质,涂层刀具又可分为两大类,即“硬”涂层刀具和‘软”涂层刀具。“硬”涂层刀具追求的主要目标是高的硬度和耐磨性,其主要优点是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂层。“软”涂层刀具追求的目标是低摩擦系数,也称为自润滑刀具,它与工件材料的摩擦系数很低,只有0.1左右,可减小粘接,减轻摩擦,降低切削力和切削温度。开发了纳米涂层(Nanoeoating)刀具。这种涂层刀具可采用多种涂层材料的不同组合(如金属/金属、金属/陶瓷、陶瓷/陶瓷等),以满足不同的功能和性能要求。设计合理的纳米涂层可使刀具材料具有优异的减摩抗磨功能和自润滑性能,适合于高速干切削。生产率高铣削时铣刀连续转动,并且允许较高的铣削速度,因此具有较高的生产率。嘉兴特殊钢机加工刀具代理商
到21世纪初,数控技术、精密和超精密加工技术将进一步普及和应用。普通加工、精密加工和超精密加工的精度可分别达到1pm,,和(即1nm),向原子级加工靠近。(2)刀具材料朝着超硬刀具材料方向发展。目前我国常用刀具材料是高速钢和硬质合金,预计2l世纪是超硬刀具材料的应用时代,陶瓷、聚晶金刚石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等超硬材料将被普遍应用于切削力具,使切削速度可高达每分钟数千米。(3)生产规模由目前的小批量、单品种、大批量。亳州精密机加工刀具应用于普通机床的刀具刀片一般为不可转位切削刀片。
金刚石刀具的性能特点①极高的硬度和耐磨性:天然金刚石是自然界已经发现的比较硬的物质。金刚石具有极高的耐磨性,加工高硬度材料时,金刚石刀具的寿命为硬质合金刀具的lO~100倍,甚至高达几百倍。②具有很低的摩擦系数:金刚石与一些有色金属之间的摩擦系数比其他刀具都低,摩擦系数低,加工时变形小,可减小切削力。③切削刃非常锋利:金刚石刀具的切削刃可以磨得非常锋利,天然单晶金刚石刀具可高达~μm,能进行超薄切削和超精密加工。④具有很高的导热性能:金刚石的导热系数及热扩散率高,切削热容易散出,刀具切削部分温度低。⑤具有较低的热膨胀系数:金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍,由切削热引起的刀具尺寸的变化很小,这对尺寸精度要求很高的精密和超精密加工来说尤为重要。
熔炼高速钢和粉末冶金高速钢按制造工艺不同,高速钢可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。①熔炼高速钢:普通高速钢和高性能高速钢都是用熔炼方法制造的。它们经过冶炼、铸锭和镀轧等工艺制成刀具。熔炼高速钢容易出现的严重问题是碳化物偏析,硬而脆的碳化物在高速钢中分布不均匀,且晶粒粗大(可达几十个微米),对高速钢刀具的耐磨性、韧性及切削性能产生不利影响。②粉末冶金高速钢(PMHSS):粉末冶金高速钢(PMHSS)是将高频感应炉熔炼出的钢液,用高压氩气或纯氮气使之雾化,再急冷而得到细小均匀的结晶组织(高速钢粉末),再将所得的粉末在高温、高压下压制成刀坯,或先制成钢坯再经过锻造、轧制成刀具形状。与熔融法制造的高速钢相比,PMHSS具有优点是:碳化物晶粒细小均匀,强度和韧性、耐磨性相对熔炼高速钢都提高不少。在复杂数控刀具领域PMHSS刀具将会进一步发展而占重要地位。典型牌号,如F15、FR71、GFl、GF2、GF3、PT1、PVN等,可用来制造大尺寸、承受重载、冲击性大的刀具,也可用来制造精密刀具。 数控刀具实现快速转位和更换继续加工, 生产效率高,更适应现代化制造业流水线式的生产模式。
切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配具有不同物理性能的刀具,如,高导热和低熔点的高速钢刀具、高熔点和低热胀的陶瓷刀具、高导热和低热胀的金刚石刀具等,所适合加工的工件材料有所不同。加工导热性差的工件时,应采用导热较好的刀具材料,以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。金刚石由于导热系数及热扩散率高,切削热容易散出,不会产生很大的热变形,这对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说尤为重要。①各种刀具材料的耐热温度:金刚石刀具为700~8000C、PCBN刀具为13000~15000C、陶瓷刀具为1100~12000C、TiC(N)基硬质合金为900~11000C、WC基超细晶粒硬质合金为800~9000C、HSS为600~7000C。②各种刀具材料的导热系数顺序:PCD>PCBN>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>HSS>Si3N4基陶瓷>A1203基陶瓷。③各种刀具材料的热胀系数大小顺序为:HSS>WC基硬质合金>TiC(N)>A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。④各种刀具材料的抗热震性大小顺序为:HSS>WC基硬质合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬质合金>A1203基陶瓷。 刀齿容易出现径向跳动,这将造成刀齿负荷不等,磨损不均匀,影响已加工表面质量。上海耐磨机加工刀具代理商
工件材料具有不同的组织结构和被切削的优良性能。同时,生产可选用的材料种类很多。嘉兴特殊钢机加工刀具代理商
数控加工常用刀具的种类数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量刀柄。刀柄要联接刀具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。一、根据刀具结构可分为:1.整体式;2.镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式又可分为不转位和可转位两种;3.减震式刀具;4.内冷式刀具;5.特殊型式,如复合式刀具,可逆攻螺纹刀具等。二、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;3.金刚石刀具;4.立方氮化硼刀具;5.陶瓷刀具等;6.涂层刀具等。嘉兴特殊钢机加工刀具代理商