刀具材料大致分如下幾類:高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。
這里主要提下陶瓷,陶瓷用于切削刀具的時(shí)間比硬質(zhì)合金早,但由于其脆性,發(fā)展很慢。但自上世紀(jì)70年代以后,還是得到了比較快的發(fā)展。陶瓷刀具材料主要有兩大系,即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具,具有成本低、硬度高、耐高溫性能好等優(yōu)點(diǎn),有很好的前景。
切削加工(cutting)是指采用具有規(guī)則形狀的刀具從工件表面切除多余材料,從而保證在幾何形狀、尺寸精度、表面粗糙度以及表面層質(zhì)量等方面均符合設(shè)計(jì)要求的機(jī)械加工方法。工件可能是毛坯,也可能是半成品;其材料可能是金屬的,也可能是非金屬的;所使用的刀具可能是單刃的,也可能是多刃的。切削加工是制造業(yè)中基本的加工方法,被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。
為了實(shí)現(xiàn)切削加工,刀具相對于工件要有一定的切削深度,并沿工件待加工表面作相對運(yùn)動。這種相對運(yùn)動有時(shí)是直線的,有時(shí)是旋轉(zhuǎn)的,通常由機(jī)床實(shí)現(xiàn)。上述刀具及工件的運(yùn)動速度以及刀具切人工件內(nèi)部的深度被統(tǒng)稱為切削用量?!扒邢骷庸ぁ边@一概念在有些場合被廣義解釋,這時(shí)它不僅包括上述內(nèi)容,而且還包括磨削加工。本章對切削加工不作廣義解釋。按照刀具與工件的運(yùn)動方式以及刀具的形狀可將切削加工劃分為:車削、銑削、刨削、鉆削、鏜削、拉削、鉸削、攻絲、插齒、滾齒等。
對拉刀、滾刀、鉸刀、銑刀等復(fù)雜高速鋼刀具,在低溫條件下,進(jìn)行碳、氮、硫、硼、氧等多元素共滲,使刀具的耐用度平均提高2 倍~5倍。這是因?yàn)檫@些元素滲入刀具表層后,使刃具表層的化學(xué)成分發(fā)生了變化,在切削過程中起到了減小摩擦和自潤滑作用,從而降低了切削力和切削熱,提高了刀具耐用度,降低了生產(chǎn)成本。
此工藝簡單,工作溫度低,是一種提高復(fù)雜高速鋼刀具耐用度的有效措施。