切削刀具与加工对象的力学性能匹配问题主要是指刀具与工件材料的强度、韧性和硬度等力学性能参数要相匹配。具有不同力学性能的刀具材料所适合加工的工件材料有所不同。
① 刀具材料硬度顺序为:金刚石刀具>立方氮化硼刀具>ceramic刀具>硬质合金>高速钢。
② 刀具材料的抗弯强度顺序为:高速钢>硬质合金>ceramic刀具>金刚石和立方氮化硼刀具。
③ 刀具材料的韧度大小顺序为:高速钢>硬质合金>立方氮化硼、金刚石等。
高硬度的工件材料,必须用更高硬度的刀具来加工,刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。如,硬质合金中含钴量增多时,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,南京机械刀具,适合于精加工。
具有优良高温力学性能的刀具尤其适合于高速切削加工。ceramic刀具优良的高温性能使其能够以高的速度进行切削,允许的切削速度可比硬质合金提高2~10倍。
立方氮化硼(CBN)是自然界中不存在的物质,机械刀具品牌,有单晶体和多晶体之分,即CBN单晶和聚晶立方氮化硼(Polycrystalline cubic bornnitride,机械刀具公司,简称PCBN)。CBN是氮化硼(BN)的同素异构体之一,结构与金刚石相似。
PCBN(聚晶立方氮化硼)是在高温高压下将微细的CBN材料通过结合相(TiC、TiN、Al、Ti等)烧结在一起的多晶材料,是目前利用人工合成的硬度仅次于金刚石的刀具材料,它与金刚石统称为超硬刀具材料。PCBN主要用于制作刀具或其他工具。
PCBN刀具可分为整体PCBN刀片和与硬质合金复合烧结的PCBN复合刀片。
PCBN复合刀片是在强度和韧性较好的硬质合金上烧结一层O.5~1.0mm厚的PCBN而成的,其性能兼有较好的韧性和较高的硬度及耐磨性,它解决了CBN刀片抗弯强度低和焊接困难等问题。
刀片在实验室中完成质检后,刀片的顶部和底部都将被磨削成要求的厚度。因为硬质合金非常坚硬,所以需要使用工业金刚石对其进行磨削。当刀片达到要求的厚度后,对其进行进一步磨削加工以获得准确的几何形状和尺寸。在基默工厂,工作人员采用6轴磨板来满足极为严格的公差要求。磨削完成后,刀片会被清洁并涂层。为避免任何油脂或灰尘,在这一阶段处理刀片时必须佩带手套。刀片被置于转盘的夹具上,然后送入压力较低的涂层炉。涂层后刀片呈现不同的颜色。
至此刀片已被生产出来,工作人员会使用显微镜对每批产品进行抽检,确保质量符合要求。在包装前,工作人员会再次逐个检查刀片,机械刀具行业,并核对图纸和批次号,然后用激光在刀片上标记正确的材质,将刀片放入贴有标签的灰色包装盒中,即可把刀片配送给客户。
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