复合刀具

一、复合刀具的类型、特点和适合范围

复合刀具是将两把或两把以上的同类或不同类的孔加工刀具组合成一体的专用刀具,它能在一次加工的过程中,完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔和镗孔等多工序不同的工艺复合,具有高效率、高精度、高可靠性的成形加工特点。复合刀具的结构形式有:整体式、装配式、可转位式、组合式；组合类型有:复合钻、复合铰、复合扩、复合镗、复合锪；钻锪、钻扩、钻倒角、扩镗、钻扩铰、扩铰、扩锪、钻镗、钻扩锪、钻铰铰、镗铰等。

复合刀具有以下特征:1)可同时或顺序加工几个表面,减少机动和辅助时间,提高生产率；2)可减少工件的安装次数或夹具的转位次数,以减小和降低定位误差；3)降低对机床的复杂性要求,减少机床台数,节约费用,降低制造成本；4)可保证加工表面间的相互位置精度,加工质量高。

复合刀具在组合机床、自动线和专用机床上应用相当广泛,较多地用以加工汽车发动机、摩托车、农用柴油机、箱体等机械零部件。

二、复合刀具的创新与发展

随着机械工业的迅速发展,机械加工难度愈来愈大,加工精度要求越来越高,在自动线上的复合刀具,既要满足生产节拍要求,又要具有可靠性和高寿命,要适应发展的需要,就要对传统的老式的复合刀具进行改革创新,就需要应用新技术、新材料来提高复合加工刀具的使用性能。

新材料在复合刀具上的应用

传统的复合刀具一般采用的刀具材料为普通高速钢和硬质合金,而新型的复合刀具则采用钛基硬质合金(金属陶瓷)、高性能高速钢(含Co高速钢、粉末高速钢、含Al高速钢)、复合陶瓷、CBN、,PCD等新材料,对复合刀具实施不同材料的组合:高性能高速钢与硬质合金的组合、通用高速钢与钛基硬质合金的组合、高性能高速钢与CBN刀片组合、硬质合金与PCD刀片组合、硬质合金与陶瓷刀片的组合,可使复合刀具在同一转速状态下,实现钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、镗孔不同工艺对可靠性的要求,如设计制造高性能高速钢材料的钻铰复合刀具,其价格为普通高速钢刀具的5倍,但其使用性能比普通高速钢刀具提高了10倍以上,虽然单个刀具成本提高了,但其性能价格比优势得到体现。

超精镜面磨削技术在复合刀具上的应用

复合刀具的刃口质量及前、后刀面的表面粗糙度是影响加工工件的精度、表面粗糙度、加工一致性的主要因素。降低刃口及前、后刀面的表面粗糙度,提高其刃口及前、后刀面的表面质量,以减少切屑与刀具刃面摩擦和粘接,可实现复合加工代替磨削加工。应用超精镜面磨削技术,可解决刃口产生微形锯齿形的难题,使复合刀具的刃口质量达镜面,被加工工件表面粗糙度可达Ra0.05µm～0.2µm,加工精度达IT5级。

高强度低温钎焊技术在复合刀具上的应用

刀片钎焊式复合加工刀具或带导向结构型复合刀具,用一般钎焊技术易产生刀片裂纹和导向部分退火,严重影响刀具寿命。由于硬质合金具有高冷硬性(74HRC～87HRC)和高热硬性(可耐850℃～1400℃),但导热性差,焊接性能不好的特点,加以刀片与刀体材料不同,在高温钎焊结合时,产生较大的应力,易产生刀片裂纹,一般高温钎焊又易造成带导向结构的复合刀具导向部分退火,硬度降低,从而降低了刀具寿命和加工精度。采用高强度低温钎焊技术,既保证了钎焊质量又有效减少了钎焊时所产生的内应力,为提高复合刀具的寿命创造了有利条件。

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