在选择刀具的角度时,需要考虑多种因素的影响
,如工件材料
、刀具材料
、加工性质(粗
、精加工)等
,必须根据具体情况合理选择
。通常讲的刀具角度
,是指制造和测量用的标注角度在实际工作时
,由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变
,实际工作的角度和标注的角度有所不同
,但通常相差很小
。
制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性
,必要的抗弯强度
、冲击韧性和化学惰性
,良好的工艺性(切削加工
、锻造和热处理等)
,并不易变形
。
通常当材料硬度高时
,耐磨性也高
;抗弯强度高时
,冲击韧性也高
。但材料硬度越高
,其抗弯强度和冲击韧性就越低
。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性
,以及良好的可加工性
,现代仍是应用最广的刀具材料
,其次是硬质合金
。
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
。
按切削运动方式和相应的刀刃形状
,刀具又可分为三类
。通用刀具
,如车刀
、刨刀
、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)
、镗刀
、钻头
、扩孔钻
、铰刀和锯等
;成形刀具
,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状
,如成形车刀
、成形刨刀
、成形铣刀
、拉刀
、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等
;展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件
,如滚刀
、插齿刀、剃齿刀
、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等
。
各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成
。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上
;镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上
。
刀具的装夹部分有带孔和带柄两类
。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传递扭转力矩
,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等
。
带柄的刀具通常有矩形柄
、圆柱柄和圆锥柄三种
。车刀
、刨刀等一般为矩形柄
;圆锥柄*锥度承受轴向推力,并借助摩擦力传递扭矩;圆柱柄一般适用于较小的麻花钻
、立铣刀等刀具
,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩
。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成
,而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成
。
刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分
,包括刀刃
、使切屑断碎或卷拢的结构
、排屑或容储切屑的空间
、切削液的通道等结构要素
。
有的刀具的工作部分就是切削部分
,如车刀
、刨刀
、镗刀和铣刀等
;有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分
,如钻头
、扩孔钻
、铰刀
、内表面拉刀和丝锥等
。切削部分的作用是用刀刃切除切屑
,校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具
。
刀具工作部分的结构有整体式
、焊接式和机械夹固式三种
。整体结构是在刀体上做出切削刃
;焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上
;机械夹固结构又有两种
,一种是把刀片夹固在刀体上
,另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上
。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构
;瓷刀具都采用机械夹固结构
。