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。涂层技术满足高速切削加工各种钢和铸铁、耐热合金和有色金属等材料的需要。大同株洲钻石数控刀具生产
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。 大同株洲钻石数控刀具生产数控刀具选择总的原则是:安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。
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。
刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此,刀具材料应具备如下一些基本性能:(1)硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须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,耐磨性就越好。(2)强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性,以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。(3)耐热性。刀具材料的耐热性要好,能承受高的切削温度,具备良好的抗氧化能力。(4)工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能价格比。用与金刚石制造方法相似的方法合成的第二种超硬材料——立方氮化硼(CBN)。
数控刀片是一种用于数控机床上进行金属加工的切削工具。它是通过数控技术来控制刀具的运动轨迹和切削参数,以实现高效、精确的加工。数控刀片由刀杆和刀片两部分组成。刀杆是连接刀片和机床主轴的部件,通常采用硬质合金、高速钢或其他特殊材料制成。刀片是真正进行切削的部分,根据不同的加工需求,刀片的形状、角度和材料会有所不同。数控刀片的重要性在于它的设计和几何形状能够适应各种加工需求,例如钻孔、铣削、车削、镗削等。数控刀片通常具有以下几个特点:刀片材质选择:可以根据不同的加工材料选择合适的刀片材料,如硬质合金、陶瓷、涂层刀片等,以提高切削效果和工具寿命。刀片几何形状:数控刀片的切削刃和刀尖几何形状会影响到切削力、加工表面质量和切削效率。常见的刀片形状包括正面切削和背面切削刀片,以及各种不同的刀尖角度。刀片涂层:为了提高刀片的耐磨性、热稳定性和润滑性,一些数控刀片会进行涂层处理。刀片固定方式:数控刀片可以通过夹持、螺纹连接或接口连接等方式与刀杆连接,以确保刀具的稳定性和刚性。高速钢刀具易于磨出锋利的切削刃。宁波韩国韩松数控刀具供应商
在经济型数控机床的加工过程中,由于切具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长。大同株洲钻石数控刀具生产
数控加工效率的提高可以从常用刀具的知识与选择入手。钻头:钻头用于钻孔操作,常见的有实心钻头、螺旋钻头和中心钻等。选择钻头时,需要考虑被加工材料的硬度、孔径尺寸、深度和精度要求等因素。对于较硬的材料,可选用硬质合金或涂层钻头,而对于薄板材料,可以选择中心钻进行预定位。铣刀:铣刀适用于面铣、侧铣和开槽等操作。常见的铣刀包括平底刀、立铣刀、球头铣刀和T型铣刀等。选择铣刀时,需要考虑被加工材料的硬度、表面光洁度、切削力要求等因素。对于高硬度材料,可选择硬质合金铣刀,而对于精密加工,可以选择球头铣刀。刀片:刀片广泛应用于车削和切割等操作。常见的刀片有车刀片、切割刀片和刨刀片等。选择刀片时,需要考虑被加工材料的硬度、精度要求和切削速度等因素。对于高硬度材料,可选用涂层或陶瓷刀片,而对于高效率加工,可以选择高进给速度的刀片。孔加工刀具:孔加工刀具包括铰刀、扩孔器和镗刀等,用于内部孔加工。选择孔加工刀具时,需要考虑孔径尺寸、精度要求和加工深度等因素。对于大孔径加工,可选择镗刀,而对于高精度孔加工,可以选择铰刀。大同株洲钻石数控刀具生产