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陶l瓷刀片技術(shù)

盡管絕大多數(shù)切削刀片都用硬質(zhì)合金制造，但用其他材料制造的刀片正日益增多。其中，陶l瓷刀片可能是一種的非硬質(zhì)合金刀片。隨著耐熱合金材料(如Inconel合金)在航空工業(yè)和其他行業(yè)零部件中的應(yīng)用日趨廣泛，陶l瓷刀片在對(duì)這些難加工材料的加工中表現(xiàn)出了優(yōu)異的切削性能。陶l瓷刀片的制造工藝與硬質(zhì)合金刀片非常相似。由于陶瓷不像其他材料那樣容易粘結(jié)，因此在燒結(jié)時(shí)必須采用高得多的溫度和壓力。

通常，在陶l瓷刀片中使用碳化硅(SiC)晶須能夠增加其強(qiáng)度。這些細(xì)小的纖維可以起到用鋼筋來強(qiáng)化混凝土的相同作用。過去，在陶瓷中添加SiC的強(qiáng)化效果相對(duì)較小，但近年來的技術(shù)突破已經(jīng)改變了這種狀況。新的工藝可使SiC晶須定向于特定的方向，從而大大提高了強(qiáng)化效果。與其他刀片材料相比，陶瓷的脆性更大，也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)缺陷。加入正確定向的SiC晶須可以顯著減緩陶l瓷刀片的碎裂失效過程，因?yàn)榈镀械奈⒘鸭y需要更大的能量，才能穿過整齊排列的晶須。隨著這種技術(shù)和其他類似技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，陶l瓷刀片將成為一種適合各種加工的、更具可行性的解決方案。

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刀片幾何形狀的作用

一提到切削刀片的幾何形狀，大多數(shù)刀具制造商都會(huì)馬上開始描述刀片的宏觀幾何形狀(物理外形)。而一個(gè)近年來快速發(fā)展的研究領(lǐng)域——刀片切削刃微觀幾何形狀的優(yōu)化——值得予以高度重視。在宏觀水平上，刀片幾何形狀的優(yōu)化主要涉及為實(shí)現(xiàn)切屑控制而可能采用的外形。根據(jù)不同的工件材料和加工方式，采用不同的刀片形狀和角度能夠提供斷屑和將切屑從切削區(qū)排出的結(jié)果。刀片宏觀幾何形狀的設(shè)計(jì)與優(yōu)化已是一個(gè)相當(dāng)成熟的技術(shù)領(lǐng)域，大部分主要的刀具制造商都精通此道。

刀具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

先進(jìn)的刀具結(jié)構(gòu)能大大提高切削效率，如高速鋼數(shù)控銑削刀具在結(jié)構(gòu)上已較多采用波形刃和大螺旋角結(jié)構(gòu)，硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具則采用了內(nèi)冷卻、刀片立裝式、模塊可換和可調(diào)式結(jié)構(gòu)，而如內(nèi)冷卻結(jié)構(gòu)，則是一般普通機(jī)床無法應(yīng)用的。

刀具優(yōu)材料的廣泛應(yīng)用

為延長l刀具使用壽命，提高刀具強(qiáng)度，很多數(shù)控刀具的刀體材料都采用了高強(qiáng)度合金鋼，并進(jìn)行熱處理（如氮化等表面處理），使其能適用于大切削用量，且刀具壽命也得以顯著提高（普通刀具一般采用的是經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的中碳鋼）。在刀具刃部材料上，數(shù)控刀具則更多選用了各種新牌號(hào)的硬質(zhì)合金（細(xì)顆?；虺?xì)顆粒）和超硬刀具材料。

刀片涂層的制備

此時(shí)，產(chǎn)品的形態(tài)已經(jīng)與成品刀片相差無幾。但是，為了獲得切削性能，還必須對(duì)刀片進(jìn)行表面涂層。常用的刀片涂層工藝是化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，即通過高電流將某種金屬靶材離子化，然后通過蒸發(fā)冷凝沉積到刀片上?？梢詫⑦@一過程形象地比喻為，當(dāng)柏油路面的溫度變得非常低，而空氣中又充滿高濃度的水汽時(shí)，就會(huì)在路面上形成一層薄冰。不過，與此不同的是，雖然置于涂層爐中的刀片溫度相對(duì)較低，但實(shí)際爐溫可能超過480℃。

另一種常用的刀片涂層工藝是物理氣相沉積(PVD)工藝。與CVD工藝相比，采用PVD技術(shù)可以沉積出更薄的涂層，從而可使切削刃更鋒利，在切削難加工材料(如淬硬鋼、鈦合金和耐熱超級(jí)合金)時(shí)可獲得更優(yōu)異的切削性能。

高精度的制造質(zhì)量

為穩(wěn)定加工出高精度的零件表面，因而對(duì)刀具（包括刀具零件）制造在精度、表面粗糙度、形位公差等方面提出了比普通刀具更嚴(yán)格的要求，特別是可轉(zhuǎn)位刀具，為確保刀片刀尖（切削刃）在轉(zhuǎn)位后尺寸的重復(fù)精度，刀體刀槽和定位零件等關(guān)鍵部位的尺寸和精度、表面粗糙度必須嚴(yán)格給予保證，同時(shí)為便于刀具在對(duì)刀儀的對(duì)刀和尺寸測量，基面加工精度也應(yīng)保證。

關(guān)于刀具磨損的小知識(shí)：

1、刀具是否磨損，磨損量的大小，直接的判斷方法是聽聲音，如果切削聲音十分沉重或者尖叫刺耳，說明刀具的加工狀態(tài)不正常，此時(shí)可進(jìn)行簡要分析，如果排除了刀具本身質(zhì)量問題，刀具裝夾問題，用刀參數(shù)問題，此時(shí)應(yīng)該可以判斷是刀具磨損了，需要暫停加工，更換刀具。2、通過加工中的機(jī)床運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判斷刀具的磨損情況，如果加工參數(shù)，切削用量等設(shè)置均合理，加工中機(jī)床振動(dòng)很大，發(fā)出“嗡嗡”，此時(shí)可以確定刀具達(dá)到了急劇磨損狀態(tài)，需要更換刀具。通常五金加工業(yè)內(nèi)，都認(rèn)同把太多的錢花費(fèi)在錯(cuò)誤的刀片上。雖然知道這個(gè)問題存在，但解決方案是什么呢？大多數(shù)的五金企業(yè)僅是試圖采購更便宜的刀片。那的確有一些幫助，但它不是這個(gè)問題的解決方案。所以為什么不選擇一個(gè)更結(jié)構(gòu)化的方法呢？一些采購員通常在談判更低的價(jià)格過程中花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間。但這對(duì)整個(gè)生產(chǎn)成本的影響是可以忽略的，更不用說生產(chǎn)率了。實(shí)效研究所有的工廠都有一個(gè)廢刀片的收集點(diǎn)。不存在比研究廢刀片更有興趣的事情，它導(dǎo)致了一個(gè)刀片是被如何使用（濫用）的實(shí)用主義觀點(diǎn)的形成，而且這種手段能被用于實(shí)現(xiàn)成本的降低。

刀片的差異要確定的第l一個(gè)事實(shí)是所使用的刀片具有很大的差異。在我們的樣本中，l共有638種不同的刀片來維持六臺(tái)CNC車床的運(yùn)轉(zhuǎn)。好的一面是每種刀片都是各個(gè)類別的冠l軍。但是638種刀片采用每盒10片的包裝，意味著要庫存6,380個(gè)刀片。而所有這些僅僅是維持六臺(tái)車床的運(yùn)轉(zhuǎn)。下一個(gè)事實(shí)是每個(gè)刀片的切削刃數(shù)量相對(duì)較少。在很多車間，車刀片仍然是三角形或菱形。組合切削刃數(shù)量（三角形刀片）和切削刃強(qiáng)度（菱形刀片）的凸三角刀片所提供的可能性顯然在很多車間還沒有足夠的認(rèn)知。