在精密機械加工領域,刀具材料的選擇至關重要,它直接關乎加工精度與效率。選擇適合的刀具材料,需綜合多方面因素考量。
硬度是關鍵因素之一。精密機械加工要求刀具硬度高于工件,才能有效切削。例如,加工硬度較高的淬火鋼,普通刀具難以勝任,需選用硬度更高的硬質合金或陶瓷刀具。耐磨性也不可或缺,耐磨性好的刀具可延長使用壽命,減少刀具頻繁更換,保證加工的連續性與穩定性。像高速鋼刀具耐磨性相對較低,在長時間精密加工中易磨損,而硬質合金刀具耐磨性顯著提升,更適用于高精度、長時間的加工任務。
耐熱性同樣關鍵。加工過程中切削熱會使刀具溫度急劇升高,若刀具耐熱性差,硬度會下降,導致磨損加劇、精度降低。陶瓷刀具和立方氮化硼刀具具有出色的耐熱性,在高溫下仍能保持良好的切削性能,適用于高速切削和難加工材料的精密加工。
不同刀具材料對加工精度影響各異。高速鋼刀具成本較低、工藝性好,但硬度和耐熱性有限,加工精度一般在 ±0.01 - 0.05mm,常用于精度要求不高的普通精密加工,如小型零件的初步銑削。
硬質合金刀具硬度高、耐磨性好,加工精度可達 ±0.001 - 0.01mm,廣泛應用于各類精密加工。在精密車削中,硬質合金刀具能保證工件的尺寸精度和表面粗糙度,如加工精密軸類零件,可使尺寸誤差控制在極小范圍內。
陶瓷刀具硬度和耐熱性極高,化學穩定性好,可實現高精度加工,精度可達 ±0.001mm 以內,能加工硬度高、難切削的材料,如高溫合金。不過,陶瓷刀具脆性較大,使用時需注意切削參數的選擇,防止刀具破損影響加工精度。
立方氮化硼刀具硬度僅次于金剛石,耐熱性和化學穩定性優良,特別適合加工高硬度、高強度材料,加工精度可與陶瓷刀具媲美,常用于汽車發動機零部件等精密加工,能保證在嚴苛加工條件下的精度要求。
總之,在精密機械加工中,需依據工件材料、加工要求等因素,合理選擇刀具材料,充分發揮其性能優勢,確保加工精度與質量。