1. 刀具知识
刀具的基本知识刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。
广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具。 绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。
由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。
刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。
战国后期(公元前三世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。 当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。
然而,刀具的快速发展是在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年,法国的勒内首先制出铣刀。
1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年,但直到1864年才作为商品生产。
那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的,许用的切削速度约为5米/分。1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。
1898年,美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年,德国的施勒特尔发明硬质合金。
在采用合金工具钢时,刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。 由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。
1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年,德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。
1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年,瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法,生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年,美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法,在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。
表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性,与表层的高硬度和耐磨性结合起来,从而使这种复合材料具有更好的切削性能。 刀具按工件加工表面的形式可分为五类。
加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等;螺纹加工工具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等;切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外,还有组合刀具。
按切削运动方式和相应的刀刃形状,刀具又可分为三类。通用刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等;成形刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。
各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上;镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。
刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传递扭转力矩,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。
带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄;圆锥柄靠锥度承受轴向推力,并借助摩擦力传递扭矩;圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。
很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成,而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。 刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。
有的刀具的工作部分就是切削部分,如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等;有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分,如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑,校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。
刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃;焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上;机械夹固结构又有两种,一种是把刀片夹固在刀体上,另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。
硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构;瓷刀具都采用机械夹固结构。 刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。
增大前角,可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形,减小切屑流经前面的摩擦阻力,从而减小切削力和切削热。但增大前角,同时会降低切削刃的强度,减小刀头的散热体积。
在选择刀具的角度时,需要考虑多种因素的影响,如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等,必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度,是指制造和测量用的标注角度在实际工作时,由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改。
2. 刀具方面的知识解答,专家来45°弯头车刀在车端面和外圆,刀具角度
看你如何磨刀.车外圆的副切削刃在车端面时成为主切削刃,刀具静态角度在除了主副切削刃具有相同的法剖面角度且两个切削刃的刃倾角相同时才会不变.而且车端面和车外圆切削刃上的参考点一般无法取得一致,两者角度在大部分情况下因该都不一样.前角等于副刀刃刃倾角中的前角意义不明,无法明确回答在什么条件下相等.前角除了主前角、法前角、轴向前角、径向前角等常用的之外,理论上在主副切削刃之间任何角度的垂直主切削刃(法向)或垂直主切削刃在基面上的投影都可以获得不同剖面的前角,因此需要明确界定.而且,由于整个切削刃上各点的前刀面可以是一个或几个平面或曲面的组合,角度的一致问题不是一个简单的数学问题.。
3. 数控刀具知识
1 数控加工工序 数控加工工序的划分在数控机床上加工零件,工序比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序,常用的工序划分原则有以下两种。
保证精度原则 数控加工具有工序集中的条件,粗、精加工常在一次装夹中完成,以保证零件的加工精度,当热变形和切削力变形对零件的加工精度影响较大时,应将粗、精加工分开进行。 提高生产效率的原则 数控加工中,为减少换刀次数,节省换刀时间,应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后,再换另一把刀来加工其它部位。
同时应尽量减少空行程,用同一把刀加工工件的多个部位时,应以最短的路线到达各加工部位。实际生产中,数控加工常按数控刀具或加工表面划分工序。
2 车刀刀位点的选择 数控加工中,数控程序应描述出数控刀具相对于工件的运动轨迹。在数控车削中,工件表面的形成取决于运动着的刀刃包络线的位置和形状,但在程序编制中,只需描述数控刀具系统上某一选定点的轨迹即可。
数控刀具的刀位点即为在程序编制时,数控刀具上所选择的代表数控刀具所在位置的点,程序所描述的加工轨迹即为该点的运动轨迹。
4. 刀具设计工作,应该学习哪些知识
只要把CAD 和SolidWorks 学好就可以了,然后就是你说的金属切削原理及刀具方面知识!
刀具设计主要就是刀具各种角度,及排屑断屑槽的问题!根据加工材料,及刀具要求设计刀具!
这份工作初期可能会比较辛苦,因为要熟练软件操作,以及学习怎么设计,及各种刀具知识!但是等你工作四五年后,你会发觉会很值得,工作四五年,工资最低得三千!要是到外企(欧美),工资五六千是最基本的,别忘了欧美企业福利是相当好的,包括各种奖励,活动,假期啦
5. 铣刀的基本知识
1、铣刀切削部分材料的基本要求:
1)高硬度和耐磨性:在常温下,切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件;具有高的耐磨性,刀具才不磨损,延长使用寿命。
2)好的耐热性:刀具在切削过程中会产生大量的热量,尤其是在切削速度较高时,温度会很高,因此,刀具材料应具备好的耐热性,既在高温下仍能保持较高的硬度,有能继续进行切削的性能,这种具有高温硬度的性质,又称为热硬性或红硬性。
3)高的强度和好的韧性:在切削过程中,刀具要承受很大的冲击力,所以刀具材料要具有较高的强度,否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动,因此,铣刀材料还应具备好的韧性,才不易崩刃,碎裂。
2、铣刀常用材料:
(1)高速工具钢(简称高速钢,锋钢等),分通用和特殊用途高速钢两种。
其具有以下特点:
a、合金元素钨、铬、钼、钒的含量较高,淬火硬度可达HRC62—70。在6000C高 温下, 仍能保持较高的硬度。
b、刃口强度和韧性好,抗振性强,能用于制造切削速度一般的刀具,对于钢性较差的机床,采用高速钢铣刀,仍能顺利切削。
c、工艺性能好,锻造、加工和刃磨都比较容易,还可以制造形状较复杂的刀具。
d、与硬质合金材料相比,仍有硬度较低,红硬性和耐磨性较差等缺点。
(2)硬质合金:是金属碳化物、碳化钨、碳化钛和以钴为主的金属粘结剂经粉未冶金工艺制造而成的。
其主要特点如下:
6. 数控刀具知识
1 数控加工工序
数控加工工序的划分在数控机床上加工零件,工序比较集中,一次装夹应尽可能完成全部工序,常用的工序划分原则有以下两种。
保证精度原则
数控加工具有工序集中的条件,粗、精加工常在一次装夹中完成,以保证零件的加工精度,当热变形和切削力变形对零件的加工精度影响较大时,应将粗、精加工分开进行。
提高生产效率的原则
数控加工中,为减少换刀次数,节省换刀时间,应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后,再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程,用同一把刀加工工件的多个部位时,应以最短的路线到达各加工部位。实际生产中,数控加工常按数控刀具或加工表面划分工序。
2 车刀刀位点的选择
数控加工中,数控程序应描述出数控刀具相对于工件的运动轨迹。在数控车削中,工件表面的形成取决于运动着的刀刃包络线的位置和形状,但在程序编制中,只需描述数控刀具系统上某一选定点的轨迹即可。
数控刀具的刀位点即为在程序编制时,数控刀具上所选择的代表数控刀具所在位置的点,程序所描述的加工轨迹即为该点的运动轨迹。
7. 数控刀具有什么样的知识
数控刀具技术基本知识
数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具;同时“数控刀具”除切削用的刀片外,还包括刀杆和刀柄等附件!
根据刀具结构可分为:
整体式:刀具为一体,由一个坯料制造而成,不分体;
焊接式式:采用焊接方法连接,分刀头和刀杆;
机夹式:机夹式又可分为不转位和可转位两种;通常数控刀具采用机夹式!
特殊型式:如复合式刀具,减震式刀具等。
根据制造刀具所用的材料可分为:
高速钢刀具;
硬质合金刀具;
金刚石刀具;
其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。
从切削工艺上可分为
车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切断、切槽刀具等多种;
钻削刀具,包括钻头、铰刀、丝锥等;
镗削刀具;
铣削刀具等。
刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。
然而,刀具的快速发展是在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年,法国的勒内首先制出铣刀。1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年,但直到1864年才作为商品生产。
那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的,许用的切削速度约为5米/分。1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年,美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年,德国的施勒特尔发明硬质合金。
在采用合金工具钢时,刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。
由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年,德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。
1969年,瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法,生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年,美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法,在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性,与表层的高硬度和耐磨性结合起来,从而使这种复合材料具有更好的切削性能。
刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等;螺纹加工工具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等;切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外,还有组合刀具。
8. 刀的知识
美国最刀常用不锈钢性能差不多是 BG42(克瑞斯用得最多) 约等于 VG10> 154CM(蝴蝶,微技术,MOG用得最多) > ATS34(STREED淬火水平最好) > 440C=AUS10 >440B=AUS8 >440A=AUS6(哥伦比亚河用得最多) >420(BUCK淬火的420比有些公司的440还好) 排列是凭记忆,非不锈钢没排过。
ZDP-189 67(淬火后硬度) : 日本 "日立金属工业" 於1996年开发之粉末系新钢材, 其研发目标与 "大同特殊钢 (株) 之Cowry X钢材一脉相承, 优良加工性之超硬合金钢, ZDP-189含碳量达3%, 含铬量亦高达20%, 经热处理后可得HRc67之高硬度, 加工性极优, 金属组织微粒比ATS-34及440-C更均一细密, 耐蚀性及朡性皆 , 故 "日立" 对外宣称ZDP-189乃「跨向21世纪之次世代刃物钢」。 Cowry(RT6) 67 日本大同特殊纲 (株) 於1993年开发之超级粉末系合金钢材, 为近代日本冶金技术的新突破, 现已被日本刀匠们应用於大型砍伐刀具, 钢材含碳量高达3%, 经热处理后可得HRc67之高硬度。
Cowry(CP-4) 63 日本大同特殊钢 (株) 於1993年开发之优质粉末系合金钢材, 含碳量达1.2%, 更罕有地混入金属元素 "钶" 达0.2%, 经热处理后可达HRc63之高硬度, 却仍保有极佳之延展性能。 BG-42 61~62 打磨独好于ATS34 极优质之不 钢材, 含碳量1.15%, 含钒量则高达1.20%; 故钢材组织微粒细密, 经热处理后可达HRc60-61之硬度, 加工性优, 耐蚀力极强, 韧性亦佳。
BG-42最初被应用於航天工业, 作为制造滑轮及机轴等之材料, 因价格颇高, 於制刀业则多被应用於刀匠之手制刀具。 VG-10 60~62 日本 “武生特制钢” 之「V金10号」不 钢材, 乃「V金」, 系钢材之最优级别, 含碳量约1%, 含钼1.2%及钴1.5%, 经热处理后可达HRc60-62之硬度。
VG-10加工性优, 韧性及耐蚀性皆强, 多被应用於日制之优质刀具。 154CM 60~61 美国制之优质不恴钢材, 铬含量达15%, 钼含量达15%, 钼含量达4%; 故定名为154CM。
乃近代手制刀之一代宗师 R.W.Loverless 率先所采用。 加工性极优, 耐蚀性, 刀锋耐损性及韧性皆强, 但售价较高, 故只见被应用於手制刀具。
含碳量约1.05%, 经热处理后可达HRc60~61之硬度。 ATS-34 60~61 日本“日立金属工业”针对美制154CM 而开发之优质不 钢, 用料和 成份与154CM相近, 而各方面之性能皆达至154CM之标准, 且犹有过之, 但价格则较廉, 被业内认定为最佳刀具钢材之一, 现已成为手制及优质厂制刀具应用之主流。
经热处理后可达HRc60~61硬度。 ATS055 58~59~60 日本 "日立金属工业"继ATS-34后所开发之优质尸刃物钢材, 为ATS-34之改良品种。
ATS-34含钼量约4%, 故能耐极高温度, 适应范围较广(可适用於制作机械零件, 如机轴, 滑轮, 气舱阀等)。 ATS-55则减低了钼含量至0.6%, 但亦加入了0.4%之钴。
此毕令钢材本身减低了耐热性却增加了朡度(更适用於制刀业)。 整整体而言, ATS-55性能稍逊於ATS-34, 但比同厂之G-2较优。
比34增加了坚韧度 大马士革 62 CPM440v 55~57 耐损延展 CPM (Crucible Particle Metallurgy)粉末系钢材乃美国Crucible原料公司开发之新一代刃物钢, 厂方曾声称CPM440V乃超级钢材(Super custom knife steel of the 90's)。 虽然CPM440V之含碳量比传统的440-C多出近一倍, 经热处理后得出之硬度却只为HRc57-58, 皆因受其他所含原素之影响(5%之钒, 17%之铬)。
其真正杰出之处 在於保留刀锋之耐损性及延展性(朡度)这两方面, CPM440V之售价颇高, 故多应用於手制(刀匠手作)刀具。 CPM420V 55~57 耐损延展佳与440V 美国Crucible原料公司於1996年再次研制出较CPM 440V更高一级之CPM钢材: CPM420V, 它比CPM440V多出近一倍之钒及钼含量, 故能保有更优越之刀锋耐损性及耐蚀性(比CPM440V优胜25-50%之多)。
经热处理后可得之硬度则与CPM440V相等。 CPM420V之售价颇昂贵, 比ATS-34高出一倍。
12C27 北欧钢材类似425M 440A 含碳量和硬度由A-B-C逐次增加(A-0.75%,B-0.9%,C-1.2%)。 440C 是一种很优秀的高端不锈钢,硬度通常达到56-58 Rc。
这三种钢材的抗锈能力都不错,440A最好,而440C相比最低。SOG SEAL 2000用的是440A,Randall 用440B 来生产他们的不锈钢刀具。
440C 用的非常普遍,可能是第二最常用的不锈钢(仅次于ATS-34)。如果你的刀标有“440”,那么它很可能比440A便宜;如果厂商用更贵的440C,他们会很愿意宣传这一点。
普遍感觉440A对于日常使用来说刚刚好,尤其是经过优质热处理的440A(我们听说SOG的440A热处理很受好评,不知道他们请谁来做这个)。440B更加结实,而440C是优秀的。
440B 440C 58 美国制之优质不恴钢材, 含铬量高达16-18%。 最初被应用於外科手术刀具及船舶业, 耐蚀性及耐恴能力极优; 韧性强。
现更广泛应用於手制刀及优质厂制刀具。 含碳量约1%(440系分A, B, C, 及F级; C级及F级含碳量最高, 而A级刖刖较少)。
经熟处理后可达HRc58之硬度。 X154-TN 58~59 这种高质钢材为德国 Boker刀厂独有,原是法国军方为。
9. 家庭生活中的刀具力学知识
1)菜刀。菜刀特点是刀厚,较重,质量大。从它的用途来说,它切的东西有大有小,需要的力量较大,它头重把轻,这样挥刀的时候,所产生的惯性也就越大,因为质量大,惯性大,同样,动能也就越大,切起来就容易了。由于使用要求,它的材料得经久耐用,而且不能生锈,切质量较大,所以一般采用不锈钢作为材料,且该材料较为便宜,经济实惠,同时也方便道具的保存。力的分解就比较麻烦了,没图干说的话你可能不大明白,但我尽量说细致啦。刀与物体接触的部位所产生的反力延长线到手的距离 就是阻力力臂,手就是支点,刀柄和手的接触点到手腕的距离就是动力臂,它是费力杠杆。下面讨论下压强的关系,毋庸置疑,刀刃都要薄,切东西才锋利,压强大,容易切,但菜刀的刀背比较厚,这样手就可以按在上面切东西了,不会对手造成伤害,因为刀背的压强小。同时,用手在刀背上直接按的话,要比用刀柄按的话省力,因为刀的力臂关系所致,直接按的话,力直接由刀全部传给被切的物体,而握刀柄时,动力臂短,所以费力。水果刀与其相似,就不再多说。
2)指甲刀。指甲刀直接观察可得力臂力矩的关系,不用多说。是省力杠杆。由于指甲较硬,所以指甲刀的材质要求要苛刻些。
3)剪刀。剪刀也是杠杆原理,支点就是中间固定点,而动力臂是手到支点的距离,阻力臂是物体到支点的距离,所以,当物体靠近支点时,它是省力杠杆,用起来比较省力,反之费力,不在赘述。