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粘接式机械分切刀具的发展与应用
作者:争锋刀模具 发表时间:2010年01月16日 阅读:

1 粘接刀具的发展概况

  刀具的结构型式是影响刀具切削性能与加工质量的重要因素之一。目前常用的刀具结构型式主要有整体式、焊接式、机械夹固式、切削力夹固式等。虽然这些刀具结构型式已在长期的生产应用中趋于成熟,但面对日益复杂的加工要求,每种结构型式仍不同程度地存在各自的缺点与不足。随着材料科学的发展,各种高性能、高硬度、难加工材料不断应用于机械零件,对加工这些零件的刀片材料及刀具结构也提出了新的要求。粘接式刀具作为传统刀具结构型式的一种重要补充也得到了发展与应用。

  早在20世纪60年代初期,一些发达国家为解决高硬度材料的切削难题,就开始试验及使用粘接式刀具。由于受到当时技术发展水平的限制,用于粘接刀具的粘接剂种类不全(当时主要使用有机粘接剂),局限性较大,因此粘接式结构只能应用于发热少、冷却条件好的刀具(如拉刀、铰刀、钻头、插齿刀等)。60年代初期,随着陶瓷刀片的问世,国内曾采用磷酸一氧化铜进行过陶瓷刀片粘接试验,但因粘接剂胶质较脆、线膨胀系数小、结构型式不合理而未取得满意效果。但在切削速度与切削温度较低的套式结构钻头、铣刀的粘接接长以及粘接滚刀的应用等方面取得了较好效果。随着聚氨脂和有机硅类粘接剂的出现,粘接剂的耐热温度大大提高(可达500~600℃),从而使粘接刀具技术得到了迅速发展和广泛应用,目前已可适用于切削速度高、发热量大的车刀等刀具品种。

  粘接刀具具有以下特点:①制造工艺简单,制造成本较低;②)粘接工艺固化温度较低(<250℃),不会降低刀具材料的原有机械性能;③刀具工作寿命可提高1.5~3倍;④可应用于一些焊接性能差的工具材料(如立方氮化硼、金刚石、陶瓷等);⑤粘接剂的品种和粘接工艺方法直接影响粘接刀具的工作性能。

2 粘接车刀的特性分析与设计要点

  车刀是切削刀具中较具代表性的品种,在机械加工中使用量大、通用性强。车刀的加工特点是切削速度高、切削受力大、切削温度高。因此,对粘接车刀的研究与设计对于粘接刀具的开发具有典型意义。下面对影响粘接车刀设计的主要因素及注意要点作一分析。

刀具受力分析

  刀具的受力状况是合理设计刀具的重要依据。在切削过程中,车刀所受切削力主要来源于被加工材料对弹性变形和塑性变形的抗力、切屑与刀具前刀面的摩擦力和刀具后刀面与加工表面的摩擦力,各力的总和即为车刀所受切削合力Fr。为便于分析,Fr可分解为相互垂直的进给抗力Fx、切深抗力Fy和主切削力Fz,

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