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新材料在数控机床刀具中的应用

2018年08月09日09:49
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       摘要: 随着科技的发展,新材料在数控机床刀具的应用越来越广泛。选择合理的刀具材料,是保证加工质量、提高效率、降低成本的有效途径。该文主要探讨了数控机床刀具的特点; 新刀具材料在数控机床的应用,特别是超硬材料领域; W、Co 类涂层和细颗粒( 超细颗粒) 硬质合金材料领域; 含 Co 类粉末冶金高速钢材料领域的发展。
       关键词: 新材料,数控,机床,刀具,发展,应用
       数控机床自问世以来,博得了广大生产企业用户的青睐。随着科技的发展,新材料在数控机床刀具的应用越来越广泛。
       1 、数控机床刀具的特点
       数控机床刀具的特点是标准化、系列化、规格化、模块化和通用化。为了达到高效、多能、快换、经济的目的,对数控机床使用的刀具有如下要求:
        ( 1) 具有较高 的 强 度、较 好 的 刚 度 和 抗 振 性 能;
        ( 2) 高精度、高可靠性和较强的适应性;
        ( 3) 能够满足高切削速度和大进给量的要求;
        ( 4) 刀具耐磨性及刀具的使用寿命长,刀具材料和切削参数与被加工件材料之间要适宜;
       ( 5) 刀片与刀柄要通用化、规格化、系列化、标准化,相对主轴要有较高位置精度,转位、拆装时要求重复定位精度高,安装调整方便。
        2 、新材料在数控刀具的发展应用
        2. 1 超硬材料领域

        金刚石( 钎焊聚晶、单晶) 各类刀具已迅速应用于高硬度、高强度、难加工有色金( 合金) 及有色金属 - 非金属复合材料零部件的高速、高效、干( 湿)式机械切削加工行业中。其概况分述如下:汽车、摩托车行业: 聚晶、人造单晶金刚石面铣刀、镗刀、车刀、铰刀、复合( 组合) 孔加工等数控刀具等正大量应用于高强度、高硬度 Si-Al 合金零部件自动生产线上。
       竹木地板、家具行业: 聚晶、CVD 厚膜沉积金刚石( 复合片) 立铣刀、三面刃成形铣刀、面铣刀等类刀具正大量应用于高硬度复合竹木地板、家具及门窗等零部件自动生产线上。航空、航天、汽车及电子信息技术行业: 金刚石CVD 薄膜涂层数控刀具( 以整体 W、Co 类硬质合金刀具为主) 多应用于铣削、车削、钻削、铰削及锪削加工高强度铝合金( 铸、锻) 、纤维 - 金属层板、碳纤维热塑性复合材料、镁合金、石墨、陶瓷等零部件,满足高速、高寿命、干式机加工技术要求。
       各厂商正不断地改进金刚石涂层工艺技术,提高金刚石薄膜与刀具基体的结合牢度和致密度。  精细( 超精) 机加工技术领域: 单晶天然、人造金刚石刀具应用于各种精密仪器透镜、反射镜、计算机磁盘、复印机( 录像机) 磁鼓等工件的精细( 超精、纳米级) 车削加工。
       单晶金刚石刀具还被应用于眼科角膜手术精细切割和印刷制板精细雕刻等行业。各厂商正在不断改进金刚石各类刀具的刃磨工艺技术、刃磨精度及刃磨效率。
        ( 1) 表 面 改 性 涂 层 材 料 主 要 有: Ti N、Ti CN、Ti Al N、Al Ti N、Al2O3、Cr N、Zr C、Mo S2、WS2等,采用计算机控制 PVD、PCVD、CVD 涂层工艺技术,将上述涂层材料用于对立铣刀、铰刀、钻头、复合( 组合) 孔加工刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉( 推)刀及各种机夹可转位刀片的表面改性涂层处理( 基体为高速钢
、W、Co 类硬质合金、Ti 基类金属陶瓷) ,满足高速、高寿命切削加工高强度、高硬度铸铁( 钢) 、锻钢、不锈钢、钛合金、镍合金、镁合金、铝合金、粉末冶金、竹木等材质工件的生产技术不同要求。

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