欢迎来到临沂锐耐刀具有限公司,厨房刀具专业制造与批发商!  加入收藏 设为首页
联系我们>>
  • 临沂市锐耐刀具有限公司
  • 地址:临沂市河东区驻地
  • 电话:0539-839866
  • 手机:13608991577
  • 传真:0539-8398668
  • 邮编:276000
  • Email:ruinai@ruinai.com
  • 网址:http://www.ruinai.com
当前位置:首页>刀具知识

刀具基本知识

发布者:ruinai    发布时间:2012-12-24 9:29:12    来源:本站

聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等;聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。
硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具,也可用于高速钢刀具,如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁,使刀具在切削时的磨损速度减慢,涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1~3倍以上。
由于在高温、高压、高速下,和在腐蚀性流体介质中工作的零件,其应用的难加工材料越来越多,切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况,刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料;进一步发展刀具的气相沉积涂层技术,在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层,更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾;进一步发展可转位刀具的结构;提高刀具的制造精度,减小产品质量的差别,并使刀具的使用实现最佳化。
1、隐形眼镜车刀
  隐形眼镜所用材料非常柔软,且有一定的抗拉强度,一般材料刀具由于刀刃圆弧过大,很难对其进行切削加工。由于车削加工后还有一道研磨工序,因此车削加工的表面粗糙度只要求达到Ra0.1?m,车削加工的主要目的是得到具有一定形状精度的凹凸圆弧面,对刀具的主要要求是刀刃的锋利性。隐形眼镜车刀的刀头形状如图3所示。为满足切削凹圆弧面的需要,采用15°的后角,要求刀刃在100倍显微镜下观察无崩口。
2、单晶金刚石刀具的使用与维护
  单晶金刚石刀具脆性大,加之刀刃非常锋利,受到冲击时容易产生崩刃,因此应尽可能在平稳、无振动的工作条件下使用;同时还应尽可能提高工件和刀具的装卡刚性及整个系统的刚性,增加其抗振能力。切削用量以不超过0.1mm为宜。
  较高的切削速度可减小切削力,而低速切削则会增大切削力,从而加速刀具崩刃失效,因此采用金刚石刀具加工时切削速度不宜过低。
  应避免在静止状态下使金刚石刀具与工件或其它硬物接触,以防止碰伤刀具刃口。操作人员的指甲和指纹中容易夹带砂粒等硬质物,用指甲或手指直接刮擦刀刃也可能损坏金刚石刀刃。金刚石刀具的检测和调刀应采用光学仪器等非接触式测量方法。
  应采用脱脂棉加适量酒精或丙酮清洗金刚石刀具。刀具不使用时应套上橡胶或塑料保护套,并放置于单独的刀盒中。
  使用直线修光刃金刚石刀具进行镜面切削时,要求副偏角小于几分,而刀具在安装过程中可能产生达1°的安装误差,所以加工前需要对刀具进行对刀,通过调整刀具修光刃与进给方向的平行度,以获得最佳的加工表面粗糙度。对刀方法如下:首先在工件上加工出一小段表面,然后在10~30倍显微镜下调整刀具,使修光刃与其在新加工表面中的镜像平行。由于平行度要求较高,因此必须进行耐心而精细的反复调整。应注意:拧动刀杆夹紧螺钉时可能使刀具产生微小转动而导致对刀失败。
  由于直线修光刃刀具的对刀过程费时费力,因此对于一些精度要求稍低的镜面切削可采用半径为10~30mm的圆弧刃刀具代替直线修光刃刀具。这种圆弧刃刀具的形状与隐形眼镜车刀类似,只是减小了后角,增大了刀尖圆弧半径。使用这种刀具不但可简化对刀过程,而且当一段圆弧磨损后,稍微转动刀具后还可使用另一段新圆弧,从而增加了刀具寿命。高精度的单晶金刚石圆弧刀具也是加工凹面反射镜的必备刀具。
单晶金刚石刀具的设计原则及使用技术主要有一下几点。
  1、单晶金刚石刀具镜面加工机理
  切削加工后的残留面积高度h=f/(ctgkr+ctgkr')即为已加工表面的理论粗糙度值,它随进给量f、刀具主偏角kr和副偏角kr'的减小而减小。由于主偏角kr的减小会使Fy力迅速增大而引起刀具振动,减小进给量f则会影响切削效率,所以一般通过减小副偏角kr'来降低表面粗糙度值。
  常规切削用刀具表面较粗糙,刀刃平整性差,若选用的副偏角过小,一方面副切削刃的不平整会复映到已加工表面上;另一方面还会加剧副后刀面与已加工表面的摩擦,将已加工表面“拉毛”。所以在常规切削中,副偏角约为2°时加工表面粗糙度值最小,进一步减小副偏角则会使已加工表面质量恶化。
  单晶金刚石刀具的表面粗糙度值可小于Ra0.01?m,刀刃质量至少可达到在100倍显微镜下观察无缺陷,加之摩擦系数极小,所以其副偏角极限值可减小至0~2',从而可使加工表面粗糙度理论值接近或等于零,实际表面粗糙度值可达到镜面或超光滑表面的要求。
  由此可见,就刀具本身而言,单晶金刚石刀具的镜面加工机理是通过刀具的超光洁表面和无缺陷的副切削刃(修光刃)的作用,使加工表面粗糙度理论值接近于零来获得镜面加工效果。
  2、单晶金刚石刀具的设计
  设计单晶金刚石刀具时需要考虑的主要因素有:①被加工零件精度要求;②实际加工条件;③金刚石材料的特性。
  设计单晶金刚石刀具时,应遵循以下原则:①由于单晶金刚石硬度高、加工困难,因此刀具的形状应尽可能简单;②根据单晶金刚石脆性大、抗冲击能力差的特点,应结合实际加工条件,通过对刀具几何形状的优化,提高刀头的抗冲击能力;③根据被加工零件的精度要求设计修光刃长度,同时应考虑刀具的切薄能力。
  下面以几种常用刀具为例,讨论单晶金刚石刀具的设计方案。
  计算机硬盘基片车刀
  计算机硬盘基片用于信息的存储,其材料为铝或铝合金,基片表面粗糙度值越低,存储密度越大,因此降低其加工表面粗糙度值十分关键。同时由于基片厚度小于0.9mm,为防止其变形,应尽量减小加工时的切削力和挤压。
  硬盘基片的切削采用具有良好刚性和稳定性的超高精度磁盘车床。切削深度约为0.01~0.02mm,进给量约为0.5mm。
  硬盘基片单晶金刚石车刀的刀头形状如图1所示。刀头有两个主切削刃,加工时可以左右进刀。较长的修光刃可保证左右两个方向加工时修光刃后刀面的磨损不会互相干涉。两个主前刀面在进给方向下倾5°,从而得到约2.5°的负前角,使切屑流向待加工表面,以避免切屑划伤已加工表面。金刚石车刀非常锋利,刀刃圆弧半径小于100nm,5°的后角已可充分减小后刀面与已加工表面的挤压和摩擦。
  该刀具的关键质量要求是刀刃及刀尖在500倍显微镜下观察无缺陷。其设计原则同样适用于其它超精密镜面加工刀具。