粘結(jié)磨損在數(shù)控刀片后刀面與工件表面和數(shù)控刀片前刀面與切屑之間正壓力及切削溫度的作用下,形成新鮮表面接觸。當(dāng)接觸表面達(dá)到原子間距離時(shí),就會(huì)產(chǎn)生吸附粘結(jié)現(xiàn)象。站結(jié)點(diǎn)逐漸地被工件或切屑剪切、撕裂而帶走,數(shù)控刀片表面就產(chǎn)生粘結(jié)磨損。粘結(jié)磨損是硬質(zhì)合金在以中等偏低的切削速度切削時(shí)磨損的主要原因之一。
數(shù)控刀具是機(jī)械制造中用于切削加工的工具,又稱切削工具。廣義的切削工具既包括刀具,還包括磨具;同時(shí)“數(shù)控刀具”除切削用的刀片外,還包括刀桿和刀柄等附件!
刀具的發(fā)展在人類進(jìn)步的歷史上占有重要的地位。中國(guó)早在公元前28~前20世紀(jì),就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國(guó)后期(公元世紀(jì)),由于掌握了滲碳技術(shù),制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時(shí)的鉆頭和鋸,與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。然而,刀具的快速發(fā)展是在18世紀(jì)后期,伴隨蒸汽機(jī)等機(jī)器的發(fā)展而來的。1783年,法國(guó)的勒內(nèi)制出銑刀。1792年,英國(guó)的莫茲利制出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明早的文獻(xiàn)記載是在1822年,但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。那時(shí)的刀具是用整體高碳工具鋼制造的,許用的切削速度約為5米/分。1868年,英國(guó)的穆舍特制成含鎢的合金工具鋼。1898年,美國(guó)的泰勒和.懷特發(fā)明高速工具鋼。1923年,德國(guó)的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時(shí),刀具的切削速度提高到約8米/分,采用高速鋼時(shí),又提高兩倍以上,到采用硬質(zhì)合金時(shí),又比用高速鋼提高兩倍以上,切削加工出的的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價(jià)格比較昂貴,刀具出現(xiàn)焊接和機(jī)械夾固式結(jié)構(gòu)。1949~1950年間,美國(guó)開始在車刀上采用可轉(zhuǎn)位刀片,不久即應(yīng)用在銑刀和其他刀具上。1938年,德國(guó)德古薩公司取得關(guān)于陶瓷刀具的專利。1972年,美國(guó)通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年,瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法,生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年,美國(guó)的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法,在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強(qiáng)度和韌性,與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來,從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削性能
于刀面兩側(cè)各挖除一個(gè)凹槽,因其容易加工及設(shè)計(jì),故市面上許多工廠刀皆是此一種研磨方式。大的優(yōu)點(diǎn)便是經(jīng)此研磨后會(huì)形成一個(gè)非常薄的刀刃,而越薄的刀刃切削能力越好。其缺點(diǎn)為:越薄的刀刃越脆弱。它可以切、削較硬的物體或組織,但卻不適合用以在料理食物時(shí)砍劈的動(dòng)作,因刀身的縱切面為非線性,故無(wú)法切的太深。凹磨的刀子皆不建議用于砍劈動(dòng)作上,因其刀刃相對(duì)的較脆弱。其大的優(yōu)點(diǎn)便是增加刀刃的切削能力,尤其是在刀面不夠?qū)掗煏r(shí)使用(德國(guó)Puma刀廠算出若刀背有3.5mm厚,那么刀面至少要有20mm寬才能有相當(dāng)?shù)那邢骺撑芰?。若不夠?qū)挼牡蹲颖阋訦ollowground的方式來彌補(bǔ)。)。早期的剃頭刀便是用凹磨。鑿刀磨法、片刃研磨(ChiselGrind):刀面只有一面研磨。優(yōu)點(diǎn)有四:1.易于加工:一面研磨故只需其它研磨方式的一半加工,且不需太過精密,因此省時(shí)、省工、省錢。2.易于研磨:除非嚴(yán)重的損傷,否則只需研磨一面即可,且研磨技術(shù)不必像其它研磨方式一般的高超。3.刀刃堅(jiān)固:只單邊開刃,故刀刃角度大(約30-45度),刀身厚。4.節(jié)省材料:在早期錘打制刀時(shí)代,此種研磨方式不需像其它研磨方式一般要削去多余的鋼材,可節(jié)省多的鋼材耗費(fèi)。臺(tái)灣原住民的刀子便是鑿刀磨法。 缺點(diǎn)有三:1.無(wú)法準(zhǔn)確的切削:拿鑿刀磨法及其它雙邊研磨的刀子來切蘋果時(shí)你便會(huì)發(fā)現(xiàn),雙面研磨的刀子可以的將蘋果平分切成兩半,而鑿刀磨法的刀子則會(huì)隨著研磨的角度而〔斜〕出去。2.無(wú)法穿刺的太深:鑿刀磨法在刀尖上造成了太多的斜面,使得其在穿刺上形成了許多的阻礙點(diǎn)。舉例而言,你從未見過鑿刀研磨的匕首、短劍或穿孔錐吧!3.研磨面錯(cuò)誤:右手刀的研磨方式為(從刀背向下俯視)刀面的左側(cè)為平坦,右側(cè)才研磨?左手刀剛好相反。然因東、西方傳統(tǒng)性刀面展示上的不同及小刀用法習(xí)慣的差異,使得西方刀廠所做出之鑿刀研磨大多為左手刀(西方人習(xí)慣將刀尖向左的展示刀子,將左刀面視為正面?東方人則將刀尖向右展示刀子,將右刀面視為正面),在刀刃向外切削將刀子切削的角度加大才能平順的使用。美國(guó)也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題,雖然大多數(shù)的刀廠依舊堅(jiān)持〔左手刀〕,但如GTKnives已將其鑿刀磨法的刀子改為右手刀。日式的鑿刀磨法的刀子則全是右手刀。
石墨刀具選擇合適的幾何角度,有助于減小刀具的振動(dòng),反過來,石墨工件也不容易崩缺;1.前角,采用負(fù)前角加工石墨時(shí),刀具刃口強(qiáng)度較好,耐沖擊和摩擦的性能好,隨著負(fù) 前角值的減小,后刀面磨損面積變化不大,但總體呈減小趨勢(shì),采用正前角加工時(shí),隨著前角的增大,刀具越鋒利,但刀具刃口強(qiáng)度被削弱,反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇。負(fù)前角加工時(shí),切削阻力大,增大了切削振動(dòng),采用大正前角加工時(shí),刀具磨損嚴(yán)重,切削振動(dòng)也較大。一般粗加工應(yīng)選擇較小前角刀具或負(fù)前角刀具。2.后角,如果后角的增大,則刀具刃口強(qiáng)度降低,后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后,切削振動(dòng)加強(qiáng)。后角越小,彈性恢復(fù)層同后刀面的摩擦接觸長(zhǎng)度越大,它是導(dǎo)致切削刃及后刀面磨損的直接原因之一。從這個(gè)意義上來看,增大后角能減小摩擦,可以提高已加工表面質(zhì)量和刀具使用壽命。3.螺旋角,螺旋角較小時(shí),同一切削刃上同時(shí)切入石墨工件的刃長(zhǎng)長(zhǎng),切削阻力大,刀具承受的切削沖擊力大,因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)都是大的。當(dāng)螺旋角去較大時(shí),銑削合力的方向偏離工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇,因而刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)也都有所增大。因此,刀具角度變化對(duì)刀具磨損、銑削力和切削振動(dòng)的影響是前角、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生的,所以在選擇方面一定要多加注意。通過對(duì)石墨材料的加工特性做了大量的科學(xué)測(cè)試,PARA刀具優(yōu)化了相關(guān)刀具的幾何角度,從而使得刀具的整體切削性能大大提高。
滾壓刀能在常溫下利用金屬的塑性變形,使工件表面的微觀不平度輾平從而達(dá)到改變表層結(jié)構(gòu)、機(jī)械特性、形狀和尺寸的目的。因此這種方法可同時(shí)達(dá)到光整加工及強(qiáng)化兩種目的,是磨削、車削無(wú)法做到的。無(wú)論用何種金屬加工刀具加工,在零件表面總會(huì)留下微細(xì)的凸凹不平的刀痕,出現(xiàn)交錯(cuò)起伏的峰谷現(xiàn)象,一定的壓力,使工件表層金屬產(chǎn)生塑性流動(dòng),填入到原始?xì)埩舻牡桶疾ü戎?,而達(dá)到工件表面粗糙值降低。由于被滾壓的表層金屬塑性變形,使表層組織冷硬化和晶粒變細(xì),形成致密的纖維狀,并形成殘余應(yīng)力層,硬度和強(qiáng)度提高,從而改善了工件表面的耐磨性、耐蝕性和配合性。滾壓是一種無(wú)切削的塑性加工方法。 [1]