一刀具分類(lèi)

刀具常按加工方式和具體用途,，分為車(chē)刀、孔加工刀具,、銑刀,、拉刀、螺紋刀具,、齒輪刀具,、自動(dòng)線及數(shù)控機(jī)床刀具和鉸刀等幾大類(lèi)型。

刀具還可以按其它方式進(jìn)行分類(lèi),，

如按所用材料分為高速鋼具,、硬質(zhì)合金刀具,、具、立方氮化硼cbn刀具和金剛石刀具等,；

按結(jié)構(gòu)分為整體刀具,、鑲片刀具、機(jī)夾刀具和復(fù)合刀具等,；

按是否標(biāo)準(zhǔn)化分為標(biāo)準(zhǔn)刀具和非標(biāo)準(zhǔn)刀具等,。

二常用刀具簡(jiǎn)介

1車(chē)刀

車(chē)刀是金屬切削不使用簽名加工中應(yīng)用廣的一種刀具。它可以在車(chē)床上加工外圓,、端平面,、螺紋、內(nèi)孔,，也可用于切槽和切斷等,。車(chē)刀在結(jié)構(gòu)上可分為整體車(chē)刀、焊接裝配式車(chē)刀和機(jī)械夾固刀片的車(chē)刀,。機(jī)械夾固刀片的車(chē)刀又可分為機(jī)床車(chē)刀和可轉(zhuǎn)位車(chē)刀,。機(jī)械夾固車(chē)刀的切削性能穩(wěn)定，工人不必磨刀,，所以在現(xiàn)代生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越多,。

2孔加工刀具

孔加工刀具一般可分為兩大類(lèi)：

一類(lèi)是從實(shí)體材料上加工出孔的刀具，常用的有麻花鉆,、中心鉆和深孔鉆等,；

另一類(lèi)是對(duì)工件上已有孔進(jìn)行再加工的刀具，常用的有擴(kuò)孔鉆,、鉸刀及鏜刀等,。

3銑刀

銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具，其種類(lèi)很多,。按用途分有：

1加工平面用的,，如圓柱平面銑刀、端銑刀等,；

2加工溝槽用的,，如立銑刀、t形刀和角度銑刀等,；

3加工成形表面用的,，如凸半圓和凹半圓銑刀和加工其它復(fù)雜成形表面用的銑刀,。銑削的生產(chǎn)率一般較高,，加工表面粗糙度值較大。

4拉刀

拉刀是一種加工精度和切削效率都比較高的多齒刀具,，廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中,，可加工各種內(nèi),、外表面。拉刀按所加工工件表面的不同,，可分為各種內(nèi)拉刀和外拉刀兩類(lèi),。使用拉刀加工時(shí)，除了要根據(jù)工件材料選擇刀齒的前角,、后角,，根據(jù)工件加工表面的尺寸如圓孔直徑確定拉刀尺寸外，還需要確定兩個(gè)參數(shù)：

1齒升角af[即前后兩刀齒或齒組的半徑或高度之差],；

2齒距p[即相鄰兩刀齒之間的軸向距離],。

5螺紋刀具

螺紋可用切削法和滾壓法進(jìn)行加工。

6齒輪刀具

齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具,。按刀具的工作原理,，齒輪分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具。常用的成形齒輪刀具有盤(pán)形齒輪銑刀和指形齒輪刀具等,。常用的展成齒輪刀具有插齒刀,、齒輪滾刀和剃齒刀等。選用齒輪滾刀和插齒刀時(shí),，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1刀具基本參數(shù)模數(shù),、齒形角、齒頂高系數(shù)等應(yīng)與被加工齒輪相同,。

2刀具精度等級(jí)應(yīng)與被加工齒輪要求的精度等級(jí)相當(dāng),。

3刀具旋向應(yīng)盡可能與被加工齒輪的旋向相同。滾切直齒輪時(shí),，一般用左旋齒刀,。

7自動(dòng)線與數(shù)控機(jī)床刀具

這類(lèi)刀具的切削部分總的來(lái)說(shuō)與一般刀具沒(méi)有多大區(qū)別不同情況，只是為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)線加工的特點(diǎn),，對(duì)它們提出了更高的要求,。

數(shù)控刀具已形成三大系統(tǒng)：車(chē)削刀具系統(tǒng)，鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng),。

三常用刀具種類(lèi)和應(yīng)用

1.車(chē)刀

1

一般使用之車(chē)刀尖型式有下列幾種：

(1)粗車(chē)刀：主要是用來(lái)切削大量且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸,。粗車(chē)時(shí)表面光度不重要，因此車(chē)刀尖可研磨成尖銳的刀峰,，但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂,。

(2)精車(chē)刀：此刀刃可用油石礪光，以便車(chē)出非常圓滑的表面光度,，一般來(lái)說(shuō)精車(chē)刀之圓鼻比粗車(chē)刀大,。

(3)圓鼻車(chē)刀：可適用許多不同型式的工作是屬于常用車(chē)刀，磨平頂面時(shí)可左右車(chē)削也可用來(lái)車(chē)削黃銅,。此車(chē)刀也可在肩角上形成圓弧面,，也可當(dāng)精車(chē)刀來(lái)使用,。

(4)切斷車(chē)刀：只用端部切削工作物，此車(chē)刀可用來(lái)切斷材料及車(chē)度溝槽,。

(5)螺絲車(chē)刀(牙刀)：用于車(chē)削螺桿或螺帽,，依螺紋的形式分60度，或55度v型牙刀,，29度梯形牙刀,、方形牙刀。

(6)搪孔車(chē)刀：用以車(chē)削鉆過(guò)或鑄出的孔,。達(dá)至光制尺寸或真直孔面為目的,。

(7)側(cè)面車(chē)刀或側(cè)車(chē)刀：用來(lái)車(chē)削工作物端面，右側(cè)車(chē)刀通常用在精車(chē)軸的未端,，左側(cè)車(chē)則用來(lái)精車(chē)肩部的左側(cè)面,。

2

因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可區(qū)分為：

(1)右手車(chē)刀：由右向左,，車(chē)削工件外徑,。

(2)左手車(chē)刀：由左向右，車(chē)削工件外徑,。

(3)圓鼻車(chē)刀：刀刃為圓弧形,，可以左右方向車(chē)削，適合圓角或曲面之車(chē)削,。

(4)右側(cè)車(chē)刀：車(chē)削右側(cè)端面,。

(5)左側(cè)車(chē)刀：車(chē)削左側(cè)端面。

(6)切斷刀：用于切斷或切槽,。

(7)內(nèi)孔車(chē)刀：用于車(chē)削內(nèi)孔,。

(8)外螺紋車(chē)刀：用于車(chē)削外螺紋。

(9)內(nèi)螺紋車(chē)刀：用于車(chē)削內(nèi)螺紋,。

2.孔加工刀具

刃口鈍化的刀具切削刃描摹上的微觀缺陷大幅縮減,，刃口崩壞的幾率大幅下降，能夠延常刀具使用壽命50%-400%,。因此,，開(kāi)展刀具刃口鈍化的研討對(duì)進(jìn)步我國(guó)刀具產(chǎn)品的具有十分重要的含義。現(xiàn)在,，國(guó)外的刀具制造廠已廣泛選用刃口鈍化技能,，從國(guó)外引入的數(shù)控機(jī)床或者生產(chǎn)線所使用的刀具，其刃口已全部經(jīng)過(guò)鈍化處理,，不只進(jìn)步了工件外表,，下降了刀具成本，一起也帶來(lái)了---的經(jīng)濟(jì)效益。刀具鈍化辦法有振蕩鈍化,、磨粒尼龍刷法鈍化、磁化法鈍化和立式旋轉(zhuǎn)鈍化等,，立式旋轉(zhuǎn)鈍化進(jìn)程實(shí)際上是渙散固體顆粒對(duì)刀具刃口效果的進(jìn)程,。

含磨粒的刀具刃口鈍化法具有重復(fù)性好、高和成本低一級(jí)特色,，是現(xiàn)在首要選用的刀具刃口鈍化辦法,，通過(guò)刀具和磨粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刃口鈍化，磨粒多選用金剛石,、cbn和碳化硅顆粒等�,，F(xiàn)在，關(guān)于磨粒效果機(jī)理研討的比較少,，首要有沖擊單顆磨粒,、沖擊多磨粒磨損、刀具和切屑間存在磨粒,、磨料水射流和半固著磨粒等,，非標(biāo)刀具，重點(diǎn)研討磨粒類(lèi)型,、磨粒尺寸和沖擊速度對(duì)外表的影響規(guī)則,，而關(guān)于渙散磨粒對(duì)工件外表效果機(jī)理的研討更少。楊成虎研討了多粒子重復(fù)沖擊關(guān)于cr12鋼的沖蝕磨損,，選用實(shí)驗(yàn)與有限元模仿相結(jié)合的辦法驗(yàn)證了有限元模型能夠?qū)嵲谟行У啬７鲁鰶_蝕磨損的實(shí)際進(jìn)程,。利用非線性abaqus有限元軟件研討了磨粒沖蝕速率、沖蝕角和磨粒粒徑對(duì)刀圈資料(h13鋼)沖蝕磨損行為及殘余應(yīng)力的影響規(guī)則,。張偉等運(yùn)用abaqus軟件樹(shù)立了塑性資料微切削進(jìn)程的有限元模型,，研討了磨粒沖蝕角度以及沖蝕速度對(duì)磨損率的影響，斷定了微切削模型的適用沖蝕角范圍,。

為了取得合適的鈍化刃口形狀,，進(jìn)步切削進(jìn)程的穩(wěn)定性，需求研討渙散固體磨粒對(duì)刀具刃口的鈍化機(jī)理,。本文選用abaqus有限元軟件樹(shù)立了單磨粒和多磨粒對(duì)刀具刃口效果的防真模型,，研討了單磨粒和多磨粒對(duì)刃口效果的能量、刃口形變,、位移和磨粒速度改變等的影響規(guī)則,，關(guān)于從微觀角度知道磨粒鈍化效果具有一定價(jià)值，為研討刀具刃口鈍化機(jī)理提供依據(jù),。

1  單磨粒鈍化刃口防真模型的樹(shù)立

依據(jù)立式旋轉(zhuǎn)鈍化法的基本特色,，刀具在渙散固體磨粒中進(jìn)行兩級(jí)行星運(yùn)動(dòng)，刀具刃口與渙散固體磨粒不斷進(jìn)行磕碰沖擊，使得刀具刃口鈍化,。刀具沿著一定的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng),，而渙散固體磨粒的運(yùn)動(dòng)規(guī)則相對(duì)隨機(jī)。因此,，渙散固體磨粒對(duì)刀具刃口的鈍化進(jìn)程是十分復(fù)雜的,。

作為非線性有限元處理工具，abaqus在處理復(fù)雜問(wèn)題和模仿高度非線性問(wèn)題上有---優(yōu)勢(shì),。選用abaqus軟件樹(shù)立磨粒對(duì)刀具刃口鈍化的防真模型,。

刀具鈍化模型的簡(jiǎn)化：因?yàn)槟チＯ嚓P(guān)于刀具刃口要小得多，能夠?qū)⒌毒呷锌诳醋?--大,，底端固定不動(dòng),，粒子向刀具刃口沖擊。

磨粒：磨粒選用80目碳化硅,，顆粒形狀設(shè)為球形,。

刀具：選用硬質(zhì)合金刀具，刀具刃口尺寸設(shè)為0.5mm×0.25mm×0.1mm,。

網(wǎng)格劃分：將刀具刃口與磨粒觸摸部分的網(wǎng)格區(qū)域劃分得略細(xì),，磨粒的母線布置種子數(shù)目為10，挑選顯式線性三維應(yīng)力單元c3d4,。刀具刃口種子數(shù)目分別設(shè)為10和25,，磨粒單元形狀為tet四面體，完成網(wǎng)格劃分,。

防真設(shè)置：觸摸屬性為contact,，沖擊速度設(shè)置為100m/s，核算剖析步時(shí)刻為5e-5s,，設(shè)置20個(gè)剖析步,，選用job模塊進(jìn)行求解。

2  單磨粒鈍化刃口防真結(jié)果

(1)刀具刃口應(yīng)力改變規(guī)則

單磨粒對(duì)刀具刃口效果的應(yīng)力矢量云圖見(jiàn)圖1,。由圖可知,，碳化硅磨粒在沖擊刀具刃口時(shí)，刀具刃口外表會(huì)發(fā)生微小的變形,，刃口遭到的應(yīng)力巨細(xì)在觸摸區(qū)以圓弧狀向四周擴(kuò)展,，一起應(yīng)力以觸摸點(diǎn)為中心向四周逐步衰減。刃口被沖擊的外表略微下凹,，就像一個(gè)小球在地上砸出了一個(gè)坑相同,。

圖1  單磨粒對(duì)刀具刃口效果的應(yīng)力散布

(2)刀具刃口的沖擊區(qū)域與應(yīng)力的關(guān)系

刀具刃口的沖擊區(qū)域與應(yīng)力的關(guān)系見(jiàn)圖2。在刀具刃口沖擊區(qū)域內(nèi),，越靠近磨粒沖擊點(diǎn)中心,，刀具刃口應(yīng)力越大；越遠(yuǎn)離磨粒與刃口的沖擊區(qū)域，刀具刃口所受的應(yīng)力越小,。

(3)刀具刃口的位移改變規(guī)則

單磨粒對(duì)刀具刃口效果的位移曲線見(jiàn)圖3,。在刀具刃口鈍化進(jìn)程中，碳化硅磨粒與刃口的沖擊十分時(shí)間短,。當(dāng)碳化硅磨粒從0時(shí)刻開(kāi)端運(yùn)動(dòng)且當(dāng)時(shí)刻到達(dá)7.5e-06s時(shí),，碳化硅磨粒的位移到達(dá)蕞大。爾后,，磨粒開(kāi)端反彈,。

圖2  到效果點(diǎn)中心的間隔所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力關(guān)系

圖3  刀具刃口的位移改變規(guī)則

(4)單磨粒速度改變規(guī)則

磨粒在與刃口觸摸時(shí),，與刃口之間的效果速度逐步減小,，隨后反彈見(jiàn)圖4。

圖4  磨粒速度改變規(guī)則

3  多磨粒防真模型的樹(shù)立及結(jié)果

選用三顆磨粒重復(fù)沖擊,，研討多磨粒對(duì)刀具刃口的鈍化,。邊界條件與資料參數(shù)及邊界的界定與單磨粒模型共同。沖擊速度為300m/s,，多磨粒對(duì)刀具刃口鈍化的防真模型見(jiàn)圖5,。

圖5  多磨粒對(duì)刀具刃口效果的防真模型

(1)刀具刃口的應(yīng)力散布

圖6為地一顆磨粒對(duì)刀具刃口沖擊的應(yīng)力云圖。由圖可知,，在地一剖析步t=2.5003e-06s時(shí),，刀具刃口無(wú)太大改變，受磨粒沖擊的中心遭到的應(yīng)力蕞大,，蕞大應(yīng)力值為2238mp,；當(dāng)?shù)诙�顆磨粒對(duì)同一位置進(jìn)行沖擊后，刀具刃口所受應(yīng)力區(qū)域顯著增大,，所產(chǎn)生的蕞大應(yīng)力值為2341mpa,；當(dāng)?shù)谌�顆磨粒沖擊刀具刃口時(shí)，刀具刃口遭到的應(yīng)力效果區(qū)域進(jìn)一步增大,，蕞大應(yīng)力值為2440mpa,，較前兩次沖擊有所進(jìn)步。

圖6  地一顆磨粒沖擊刀具刃口的應(yīng)力散布

(2)磨粒速度改變規(guī)則

多磨粒沖擊刀具刃口的速度改變規(guī)則見(jiàn)圖7,。在0s時(shí),，地一顆磨粒開(kāi)端與刀具刃口磕碰，江蘇硬質(zhì)合金非標(biāo)刀具與標(biāo)準(zhǔn)刀具,，隨后磨粒速度開(kāi)端下降,，直至越過(guò)零點(diǎn)成為負(fù)值。磨粒速度為負(fù)是因?yàn)槟チ０l(fā)生了回彈,，磨粒對(duì)刀具刃口產(chǎn)生磨損,。在1.0e-5s、2.0e-5s時(shí)，第二顆磨粒,、第三顆磨粒分別與刀具刃口效果,，效果方式和地一顆磨粒相同。

圖7  三顆碳化硅磨粒速度改變規(guī)則

(3)刀具刃口的位移改變規(guī)則

刀具刃口在三顆磨粒沖擊下的位移曲線見(jiàn)圖8,。地一顆碳化硅磨粒在對(duì)刀具刃口沖擊后會(huì)構(gòu)成一個(gè)極小的沖蝕坑,，接著第二顆、第三顆磨粒重復(fù)沖擊,，沖蝕坑不斷增大,，多磨粒的沖擊會(huì)使沖蝕坑越來(lái)越大。

圖8  刀具刃口遭到重復(fù)沖擊的位移改變

(4)多磨粒對(duì)刀具刃口效果的能量改變規(guī)則

刀具刃口鈍化的進(jìn)程也是能量交換的進(jìn)程,。因?yàn)榈毒呷锌谂c渙散固體磨粒不斷地沖擊磕碰,，在鈍化進(jìn)程中發(fā)生了磨粒動(dòng)能和刀具刃口內(nèi)能的交換，其能量改變見(jiàn)圖9,。

圖9  刀具刃口鈍化的能量改變

由圖9可知,，碳化硅磨粒在觸摸刀具刃口后速度開(kāi)端下降，約在2e-05s時(shí)到達(dá)蕞低,。磨粒的動(dòng)能因?yàn)樗俣鹊臏p小而減小,，大約在2e-05s時(shí)到達(dá)蕞低。一起,，刀具刃口內(nèi)能因?yàn)槟チ５臎_擊呈現(xiàn)出接連上升趨勢(shì),，二者能量曲線基本對(duì)稱(chēng)，磨粒所消耗的動(dòng)能基本轉(zhuǎn)化成為刀具刃口內(nèi)能,，使得刀具刃口進(jìn)行鈍化,。

小結(jié)

選用abaqus有限元剖析軟件樹(shù)立了磨粒對(duì)刀具刃口沖擊的防真模型，研討了磨粒沖擊刀具刃口時(shí)磨粒速度,、刃口應(yīng)力,、刃口位移和能量等的改變規(guī)則。首要定論如下：

(1)當(dāng)單磨粒對(duì)刀具刃口進(jìn)行鈍化時(shí),，刀具刃口的應(yīng)力在沖擊區(qū)域以圓弧狀向四周擴(kuò)展,。碳化硅磨粒與刃口的沖擊十分時(shí)間短，磨粒從零時(shí)刻開(kāi)端運(yùn)動(dòng),，當(dāng)時(shí)刻到達(dá)7.5e-06s時(shí),，碳化硅磨粒的位移到達(dá)蕞大，爾后,，磨粒開(kāi)端反彈,。

(2)當(dāng)多碳化硅磨粒對(duì)刀具刃口進(jìn)行不斷沖擊時(shí)，受力區(qū)域不斷增大,，刀具刃口所受應(yīng)力增大,，沖蝕坑不斷增大,。