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超硬材料機械刀具的種類與性能分析

超硬材料機械刀具的種類與性能分析

CVD 金剛石中不含任何金屬催化劑，其熱穩(wěn)定性和硬度在很大程度上近似于天然金剛石。CVD 金剛石具有很強的抗磨損性和極高的硬度，是目前世界上公認的硬刀具材料。除此之外，CVD 金剛石還具有摩擦系數(shù)小、熱導率高、切割效果好等諸多優(yōu)點， 在進行金屬和非金屬材料切割方面都具有很好的效果。但是CVD 金剛石的熱穩(wěn)定性較差，而且硬度有余，韌性不足，在長期切割產(chǎn)生高溫的情況下容易出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，不能用于硬質(zhì)合金、鋼鐵合金等材料的加工。

前角在正交平面內(nèi)測量的前刀面與基面間的夾角。機械刀具前刀面在基面之下時為正前角，刀具前刀面在基面之上時為負前角。前角一般在-5°～ 25°之間選取。前角選擇的原則：前角的大小主要解決刀頭的堅固性與鋒利性的矛盾。因此首先要根據(jù)加工材料的硬度來選擇前角。加工材料的硬度高，前角取小值，反之取大值。其次要根據(jù)加工性質(zhì)來考慮前角的大小，粗加工時前角要取小值，精加工時前角應取大值。基本原則是:塑性越大的金屬前角越大，像鑄鐵這類幾乎沒塑性的前角要取到負值

在硬鑄造件小圓孔或淬軟鋼的鉸削加工中，PCBN 電鍍鉸刀運用十分普遍。這類鉸刀以9CrSi 或42HRC 的45 鋼做為基體，具備切削和前后左右導向一部分。其基體設計方案要十分有效，且生產(chǎn)制造精密度規(guī)定很高，切削一部分要比前導向一部分大0.04mm，產(chǎn)品工件深度要低于切削短，切削短要比后導向長短略小。 比如，某加工廠加工直徑大概為12mm 的淬火鋼產(chǎn)品工件， 其強度為45HRC，底端規(guī)格大概為12mm，加工規(guī)定孔的圓柱度為0.005mm，外表粗糙度為0.2μm。這個時候一般采用的是一組5 把電鍍CBN 鉸刀來開展加工。有一些汽車發(fā)動機生產(chǎn)廠用PCBN 或PCD 電鍍鉸刀珩鉸氣缸體的主滾動軸承孔來替代珩磨，這類作法使工作效能提升 了多倍，且加工制成品品質(zhì)平穩(wěn)。

硬質(zhì)合金刀具在采用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。

　　由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價格比較昂貴，刀具出現(xiàn)焊接和機械夾固式結構。1949～1950年間,美國開始在車刀上采用可轉位刀片，不久即應用在銑刀和其他刀具上。1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。