機械刀具角度和結(jié)構(gòu)的選擇
重型車削粗加工階段,麗水合金刀片,工件外表面的鍛造氧化皮、裂紋、鏟坑、鑄造夾雜、氣孔等缺陷都易導(dǎo)致刀具破碎,因此應(yīng)選擇合理刀具角度。重型加工條件下,因粗加工要切除很厚的切屑,車刀一般采用前角g=8~12゜,而普通g=15゜。切削刃傾角l=10~18°。如果減小前角,即增大切削角,可在某種程度上增加切削刃的強度。應(yīng)指出:減小前角,切削力增大,但在g由15°變到10°時,切削力增加得很小,而增大的工作前角和楔角,提高了刀刃的鋒利性和刀尖強度尤其是在工件很重,合金刀片品牌,旋轉(zhuǎn)帶有沖擊性的負荷時,切削刃的刃傾角l=10~18°創(chuàng)造了有利的切削條件,因而在切削時,沖擊力的作用點離開了刀尖,可防止刀尖破碎。 同時,在主切削刃上開有1mm左右寬的負倒棱、R2mm左右的刀尖圓角以提高刀刃的抗沖擊性能,但刀具安裝角度還要根據(jù)實際情況調(diào)整。
粗加工階段切削余量大,對刀具的剛性要求較高。一般而言,整體刀具剛度好,但結(jié)構(gòu)笨重,裝卸困難:而機夾刀具拆卸靈活,動剛度也可滿足加工要度。機夾刀具的刀片材質(zhì)選擇及夾持結(jié)構(gòu)對加工精度很重要,實際加工中發(fā)現(xiàn),偏心銷夾緊和勾頭壓緊式不適合重型粗加工,因為粗加工時工藝系統(tǒng)振動大,常使壓緊機構(gòu)松動,導(dǎo)致刀片損壞:上壓式結(jié)構(gòu)也常因阻礙了切屑的流出而造成壓塊的損壞。機夾刀具的制造精度要求也很高,因為即使微小的誤差,也能使定位機構(gòu)變成承力機構(gòu),由于重型切削的加工過程中切削力很大,易使刀具損壞。
硬質(zhì)合金刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具,還包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機用的,但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料,所以'刀具'一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具刀具是機械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具,還包括磨具。絕大多數(shù)的刀具是機用的,但也有手用的。由于機械制造中使用的刀具基本上都用于切削金屬材料,所以'刀具'一詞一般就理解為金屬切削刀具。切削木材用的刀具則稱為木工刀具。
刀具的發(fā)展在人類進步的歷史占有重要的地位。中國早在公元前28~前20世紀,就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國后期(公元前三世紀),由于掌握了滲碳技術(shù),制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時的鉆頭和鋸,與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。
然而,刀具的快速發(fā)展是在18世紀后期,伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來的。1783年,法國的勒內(nèi)首先制出銑刀。1792年,英國的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明早的文獻記載是在1822年,但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。
那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的,許用的切削速度約為5米/分。1868年,英國的穆舍特殊制成含鎢的合金工具鋼。1898年,美國的泰勒和.懷特發(fā)明高速鋼。1923年,德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。
目前,生產(chǎn)中所用的機械刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼(如T10A、T12A)、工具鋼(如9SiCr、CrWMn)因耐熱性差,合金刀片多少錢,僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。高速鋼是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。有較高的熱穩(wěn)定性,較高的強度、韌性、硬度和耐磨性;其制造工藝簡單,容易磨成鋒利的切削刃,合金刀片批發(fā),可鍛造,這對于一些形狀復(fù)雜的工具,如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要,是制造這些刀具的主要材料。高速鋼按用途分為通用型高速鋼和高性能高速鋼;按制造工藝不同分為熔煉高速鋼和粉末高速鋼。
硬質(zhì)合金由難熔金屬化合物(如WC、TiC)和金屬粘結(jié)劑(Co)經(jīng)粉末冶金法制成。
因含有大量熔點高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金屬碳化物,硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬度可達HRA89~93,在800~1000 °C還能承擔(dān)切削,耐用度較高速鋼高幾十倍。當(dāng)耐用度相同時,切削速度可提高4~10倍。唯抗彎強度較高速鋼低,沖擊韌性差,切削時不能承受大的振動和沖擊負荷。碳化物含量較高時,硬度高,但抗彎強度低;粘結(jié)劑含量較高時,抗彎強度高,但硬度低。硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料(約占50%)。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。
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