加工中心刀具材料的特点及其常见材质的刀具

      加工中心刀具材料的特点及其常见材质的刀具

　　一、 加工中心刀具材料的特点

　　加工中心刀具材料的特点是标准化、系列化、规格化、模块化和通用化。

　　为了达到高效、多能、快换、经济的目的，对加工中心使用的刀具有如下要求：

　　（1）具有较高的强度、较好的刚度和抗振性能；

　　（2）高精度、高可靠性和较强的适应性；

　　（3）能够满足高切削速度和大进给量的要求；

　　（4）刀具耐磨性及刀具的使用寿命长，刀具材料和切削参数与被加工件材料之间要适宜；

　　（5）刀片与刀柄要通用化、规格化、系列化、标准化，相对主轴要有较高位置精度，转位、拆装时要求重复定位精度高，安装调整方便。

　　二、金属切削刀具的主要角度

　　从属切削刀具的种类繁多，但它们的切削部分都可以近似地用外圆车刀的切削部分来描述。

　　车刀的五个基本角度：

　　（1）前角鉶：是前刀面切削平面之间的夹角，表示前刀面的倾斜程度。

　　（2）后角醥：是主后刀面与切削平面之间的夹角，表示主后刀面倾斜的程度。

　　（3）主偏角牯：是主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角；

　　（4）副偏角牯ˊ：是副切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角；

　　（5）刃倾角?0：是主切削刃与基面之间的夹角。加工中心哪家好。

　　三、刀具主要角度的选择原则：

　　前角。增大前角，切屑易流出，可使切削力减少，切削很轻快。但前角过大，刀刃强度降低。

　　后角。增大后角可减少刀具后刀面与工件之间的摩擦。但后角过大，刀刃强度降低。加工中心哪家好。

　　主偏角。在切削深度和进给量不变的情况下，增大主偏角，可使切削力沿工件轴向力加大，径向力减小，有利于加工细长轴并减小振动。

　　刃倾角。增大刃倾角有利于承受冲击。刃倾角为正值时，切屑向待加工方向活动；刃倾角为负值时，切屑向已加工面方向活动。通常，精车时取0~4°；粗加工时取－10°～－5°。

　　2.3 刀具常用材料

　　刀具切削部分的材料应具备如下性能：高的硬度，足够的强度和韧性，高的耐磨性，高的耐热性，良好的加工工艺性。

　　刀具材料：高速钢(俗称白钢刀条)，硬质合金，陶瓷，立方氮化硼(CBN)，聚晶金刚石(PCD)。

　　加工中心上常用高速钢刀具和硬质合金刀具。

　　材料越硬就越脆，越耐磨，在使用时需要高速平稳，防止冲击和振动。

　　碳素工具钢和合金工具钢的红硬性较差，已很少使用。

　　一、高速钢

　　高合金工具钢，具有良好的工艺性，能制成复杂的刀具。

　　高速钢刀具使用前需要使用者自行刃磨，因此，适合于特殊需要的非标准刀具。

　　二、硬质合金

　　比高速钢硬得多。答应的切削速度比高速钢高4~10倍，切削速度可达100m/min以上。

　　国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：K类、P类、和M类，类似于国家标准中的YG类、YT类、和YW类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示，每类中组号数字越大，其耐磨性越低、韧性越高，因此，组号数字越大，可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。从另一个方面讲，组号数字越小，硬度越高，韧性越差，适用于精加工；反之，组号数字越大，适用于粗加工。

　　硬质合金的常见类型：

　　1.钨钴类

　　钨钴类（WC+Co）硬质合金由碳化钨和钴组成。

　　ISO标准代号是K类，常用牌号有国内代号为YG。常用牌号有YG3、YG6、YG8等。

　　适合加工短切屑玄色金属（铸铁），有色金属以及非金属。

　　2.钨钛钴类

　　钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成。

　　ISO标准代号是P类，国内代号为YT。常用牌号有YT5、YT14、YT15、YT30等。

　　适合加工长切屑玄色金属（塑性好的材料低碳钢），常用于加工钢材。我们经常使用YT15。

　　3.钨钛钴钽（铌）类

　　钨钛钴钽（铌）类（WC+TiC+TaC（Nb）+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛、碳化钽（碳化铌）和钴组成。

　　ISO标准代号是M类，国内代号为YW。常用牌号有YW1、YW2等。

　　综合性能好，既可加工铸铁又可加工钢材及有色金属，常用于不锈钢。

　　三、陶瓷

　　陶瓷特耐高温，在2000度条件下，仍具有高的硬度，非常耐磨，耐磨性是硬质合金的5倍，但是，韧性很低，不能承受冲击，适用于精加工和高速切削。

　　四、立方氮化硼

　　有极好的耐磨性，极高的热稳定性和优良的化学稳定性。

　　是在高温、高压条件下人工合成的新型刀具材料，其性能与金刚石相似，能高速切削淬火钢和耐热钢，是高速切削的首选刀具材料。

　　立方氮化硼刀具适用于加工高硬度淬火钢、冷硬铸铁和高温合金材料。它不宜加工塑性大的钢件和镍基合金，也不适合加工铝合金和铜合金，通常采用负前角的高速切削。

　　五、聚晶金刚石

　　即人工合成的金刚石，是在高温、高压下合成的新型刀具材料。

　　硬度很高，耐磨性好(硬质合金的60～80倍)，有锋利的刀刃。

　　缺点是耐热性差，强度低，脆性大，对振动很敏感。

　　它与铁系材料有很强的亲和力，易使碳元素扩散而磨损，只适用于加工有色金属、非金属如陶瓷等极硬的材料。因此，金刚石刀具主要用于高速条件下精细加工有色金属及其合金和非金属材料，能实现超精密微量加工和镜面加工。

　　在以车代磨加工淬火钢时，可用陶瓷、立方氮化硼刀具；加工有色金属和非金属材料，砂轮修磨时，可用聚晶金刚石刀片。

　　六、表面涂层材料

　　涂层材料是在韧性较好的硬质合金基体上或高速钢基体上，涂覆一层耐磨性较高的难熔金属化合物而制成。

　　高速钢基体涂层刀具耐用度可进步2～10倍，硬质合金基体刀具进步1～3倍。加工材料硬度愈高，涂层效果愈好。在刀具寿命相同的条件下，可进步切削速度25%～30%。

　　涂层刀具经过钝化处理，切削刃锋利程度减小，不适合进给量很小的精密切削。