如何根据加工需求和工件材料选择合适的刀片?
选择合适的刀片需要综合考虑加工需求和工件材料的多个因素,以下是一些具体的建议:
1. 考虑工件材料的硬度:高硬度的工件材料需要用更高硬度的刀具来加工。一般来说,刀具材料硬度顺序为:金刚石刀具>立方氮化硼刀具>
陶瓷刀具>硬质合金>高速钢。例如,立方氮化硼适于用来精加工各种淬火钢、硬铸铁、高温合金、硬质合金、表面喷涂材料等难切削材料;
金刚石刀具适合加工各种耐磨非金属、各种耐磨有色金属及各种有色金属光整加工;陶瓷刀具适用于切削加工各种铸铁和钢材等。
2. 关注刀具材料的抗弯强度和韧度:抗弯强度顺序为高速钢>硬质合金>陶瓷刀具>金刚石和立方氮化硼刀具;韧度大小顺序为高速钢>硬质合金>
立方氮化硼、金刚石和陶瓷刀具。含钴量增多的硬质合金,其强度和韧性增加,硬度降低,适合于粗加工;含钴量减少时,其硬度及耐磨性增加,
适合于精加工。
3. 留意刀具和工件材料的物理性能匹配:例如,加工导热性差的工件时,应采用导热较好的刀具材料,以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。
金刚石由于导热系数及热扩散率高,适合加工尺寸精度要求很高的精密零件。各种刀具材料的耐热温度为:金刚石刀具为700~800°C、立方氮化硼刀
具为1300~1500°C、陶瓷刀具为1100~1200°C、TiC(N)基硬质合金为900~1100°C、WC基超细晶粒硬质合金为800~900°C、
高速钢为600~700°C。各种刀具材料的导热系数顺序:PCD>PCBN>WC基硬质合金>TiC(N)基硬质合金>高速钢>Si3N4基陶瓷>
A1203基陶瓷。各种刀具材料的热胀系数大小顺序为:高速钢>WC基硬质合金>TiC(N)>A1203基陶瓷>PCBN>Si3N4基陶瓷>PCD。
各种刀具材料的抗热震性大小顺序为:高速钢>WC基硬质合金>Si3N4基陶瓷>PCBN>PCD>TiC(N)基硬质合金>A1203基陶瓷。
4. 重视刀具和工件材料的化学性能匹配:材料不同的刀具适合加工的工件材料有所不同。各种刀具材料抗粘接温度高低(与钢)为:PCBN>
陶瓷>硬质合金>高速钢。各种刀具材料抗氧化温度高低为:陶瓷>PCBN>硬质合金>金刚石>高速钢。各种刀具材料的扩散强度大小(对钢铁)
为:金刚石>Si3N4基陶瓷>PCBN>A1203基陶瓷。扩散强度大小(对钛)为:A1203基陶瓷>PCBN>SiC>Si3N4>金刚石。
5. 结合加工类型选择:一般而言,PCBN、陶瓷刀具、涂层硬质合金及 TiCN 基硬质合金刀具适合于钢铁等黑色金属的数控加工;而 PCD 刀具适合
于对 Al、Mg、Cu 等有色金属材料及其合金和非金属材料的加工。
此外,还需考虑加工方式(如粗加工、半精加工、精加工等)、切削用量、刀具的几何形状(如刀尖角、刀尖半径等)以及加工环境等因素。
在实际选择时,可以参考刀具供应商提供的产品说明和建议,也可以咨询专业的刀具技术人员,以获得更准确的选择方案。同时,
对于一些特殊或难加工的材料,可能需要尝试不同的刀具和切削参数,通过试验和经验积累来找到最适合的解决方案。