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在數(shù)控加工中,刀具的使用直接關(guān)系到加工精度的高低、表面加工質(zhì)量的優(yōu)劣和加工效率高低。同普通機(jī)床上使用的刀具相比,數(shù)控機(jī)床上使用的刀具剛性好、精度高、抗振及熱變形使用壽命長(zhǎng),切削速度高,切削過(guò)程穩(wěn)定、可靠,結(jié)構(gòu)上互換性好,便于快速換刀,刀片、刀柄等規(guī)格化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。
精密五金加工對(duì)數(shù)控刀具材料的硬度要求較高,良好的耐熱性,較高的耐磨性,足夠的強(qiáng)度,一定的韌性,良好的熱導(dǎo)性,良好的抗熱振性,較高的化學(xué)穩(wěn)定性,良好的工藝性,材料的經(jīng)濟(jì)性。
刀具材料的常溫硬度一般不低于62HRC,刀具材料在高溫時(shí)會(huì)降低硬度而導(dǎo)致失效。各類(lèi)刀具材料可承受的切削溫度:高速鋼為600℃,硬質(zhì)合金為800℃~1000℃,陶瓷刀具為1200℃。
高速鋼抗彎強(qiáng)度最高,硬質(zhì)合金次之,陶瓷刀具最低。耐磨性是刀具抵抗摩擦與磨損的能力,通常刀具材料的硬度越高,硬性越好。在加工余量不均勻、斷續(xù)切削、承受沖擊與振動(dòng)的切削加工條件下,刀具有一定的韌性。硬質(zhì)合金比高速鋼的沖擊韌性低,陶瓷刀具更低。繼續(xù)切削時(shí)刀具承受熱沖擊和機(jī)械振動(dòng),反復(fù)作用的熱沖擊和機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致刀具出現(xiàn)裂紋。彈性模量和熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)和抗彎強(qiáng)度大時(shí),刀具材料的抗熱振性增加。
精密五金加工切削時(shí),潔凈的工件金屬表面材料化學(xué)活潑性強(qiáng),工件易與刀具材料相互擴(kuò)散??諝庵械难?、切削液中的氯、硫等易與刀具材料中的Co、WC、TiC等起化學(xué)作用,產(chǎn)生機(jī)械磨損、化學(xué)磨損和氧化磨損。刀具材料應(yīng)考慮自然資源情況、刀具成本等因素,以降低工件的制造成本。刀具材料應(yīng)具有良好的鍛造、焊接、切削和磨削性能,容易制造形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的刀具。刀具材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大,熱導(dǎo)性越好,切削熱容易傳出,有利于降低切削溫度。
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