一刀具分類

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

刀具還可以按其它方式進行分類,，

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；

按結構分為整體刀具,、鑲片刀具,、機夾刀具和復合刀具等；

按是否標準化分為標準刀具和非標準刀具等,。

二常用刀具簡介

1車刀

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

2孔加工刀具

孔加工刀具一般可分為兩大類：

一類是從實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；

另一類是對工件上已有孔進行再加工的刀具,，常用的有擴孔鉆,、鉸刀及鏜刀等。

3銑刀

銑刀是一種應用廣泛的多刃回轉(zhuǎn)刀具,，其種類很多,。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,。使用拉刀加工時,，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,，應注意以下幾點：

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

2刀具精度等級應與被加工齒輪要求的精度等級相當。

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

7自動線與數(shù)控機床刀具

這類刀具的切削部分總的來說與一般刀具沒有多大區(qū)別不同情況,，只是為了適應數(shù)控機床和自動線加工的特點,，對它們提出了更高的要求。

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

三常用刀具種類和應用

1.車刀

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一般使用之車刀尖型式有下列幾種：

(1)粗車刀：主要是用來切削大量且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時表面光度不重要,，因此車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)精車刀：此刀刃可用油石礪光,，以便車出非常圓滑的表面光度,，一般來說精車刀之圓鼻比粗車刀大。

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

(4)切斷車刀：只用端部切削工作物,，此車刀可用來切斷材料及車度溝槽。

(5)螺絲車刀(牙刀)：用于車削螺桿或螺帽,，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)搪孔車刀：用以車削鉆過或鑄出的孔,。達至光制尺寸或真直孔面為目的。

(7)側(cè)面車刀或側(cè)車刀：用來車削工作物端面,，右側(cè)車刀通常用在精車軸的未端,，左側(cè)車則用來精車肩部的左側(cè)面。

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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)右手車刀：由右向左,，車削工件外徑。

(2)左手車刀：由左向右,，車削工件外徑,。

(3)圓鼻車刀：刀刃為圓弧形，可以左右方向車削,，適合圓角或曲面之車削,。

(4)右側(cè)車刀：車削右側(cè)端面。

(5)左側(cè)車刀：車削左側(cè)端面,。

(6)切斷刀：用于切斷或切槽,。

(7)內(nèi)孔車刀：用于車削內(nèi)孔。

(8)外螺紋車刀：用于車削外螺紋,。

(9)內(nèi)螺紋車刀：用于車削內(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，開展刀具刃口鈍化的研討對進步我國刀具產(chǎn)品的具有十分重要的含義�,，F(xiàn)在,，國外的刀具制造廠已廣泛選用刃口鈍化技能，從國外引入的數(shù)控機床或者生產(chǎn)線所使用的刀具,，其刃口已全部經(jīng)過鈍化處理,，不只進步了工件外表，下降了刀具成本,，一起也帶來了---的經(jīng)濟效益,。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)鈍化進程實際上是渙散固體顆粒對刀具刃口效果的進程,。

含磨粒的刀具刃口鈍化法具有重復性好,、高和成本低一級特色，是現(xiàn)在首要選用的刀具刃口鈍化辦法,，通過刀具和磨粒的相對運動實現(xiàn)刃口鈍化,，磨粒多選用金剛石,、cbn和碳化硅顆粒等。現(xiàn)在,，關于磨粒效果機理研討的比較少,，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，非標刀具,，重點研討磨粒類型,、磨粒尺寸和沖擊速度對外表的影響規(guī)則，而關于渙散磨粒對工件外表效果機理的研討更少,。楊成虎研討了多粒子重復沖擊關于cr12鋼的沖蝕磨損,，選用實驗與有限元模仿相結合的辦法驗證了有限元模型能夠?qū)嵲谟行У啬７鲁鰶_蝕磨損的實際進程。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刀圈資料(h13鋼)沖蝕磨損行為及殘余應力的影響規(guī)則,。張偉等運用abaqus軟件樹立了塑性資料微切削進程的有限元模型，研討了磨粒沖蝕角度以及沖蝕速度對磨損率的影響,，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，進步切削進程的穩(wěn)定性,，需求研討渙散固體磨粒對刀具刃口的鈍化機理,。本文選用abaqus有限元軟件樹立了單磨粒和多磨粒對刀具刃口效果的防真模型，研討了單磨粒和多磨粒對刃口效果的能量,、刃口形變,、位移和磨粒速度改變等的影響規(guī)則，關于從微觀角度知道磨粒鈍化效果具有一定價值,，為研討刀具刃口鈍化機理提供依據(jù),。

1  單磨粒鈍化刃口防真模型的樹立

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行兩級行星運動,，刀具刃口與渙散固體磨粒不斷進行磕碰沖擊,，使得刀具刃口鈍化。刀具沿著一定的軌跡進行運動,，而渙散固體磨粒的運動規(guī)則相對隨機,。因此，渙散固體磨粒對刀具刃口的鈍化進程是十分復雜的,。

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

刀具鈍化模型的簡化：因為磨粒相關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，粒子向刀具刃口沖擊,。

磨粒：磨粒選用80目碳化硅,，顆粒形狀設為球形。

刀具：選用硬質(zhì)合金刀具,，刀具刃口尺寸設為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，磨粒的母線布置種子數(shù)目為10,，挑選顯式線性三維應力單元c3d4,。刀具刃口種子數(shù)目分別設為10和25，磨粒單元形狀為tet四面體,，完成網(wǎng)格劃分,。

防真設置：觸摸屬性為contact，沖擊速度設置為100m/s,，核算剖析步時刻為5e-5s,，設置20個剖析步，選用job模塊進行求解,。

2  單磨粒鈍化刃口防真結果

(1)刀具刃口應力改變規(guī)則

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

圖1  單磨粒對刀具刃口效果的應力散布

(2)刀具刃口的沖擊區(qū)域與應力的關系

刀具刃口的沖擊區(qū)域與應力的關系見圖2,。在刀具刃口沖擊區(qū)域內(nèi),，越靠近磨粒沖擊點中心，刀具刃口應力越大,；越遠離磨粒與刃口的沖擊區(qū)域,，刀具刃口所受的應力越小。

(3)刀具刃口的位移改變規(guī)則

單磨粒對刀具刃口效果的位移曲線見圖3,。在刀具刃口鈍化進程中,，碳化硅磨粒與刃口的沖擊十分時間短。當碳化硅磨粒從0時刻開端運動且當時刻到達7.5e-06s時,，碳化硅磨粒的位移到達蕞大,。爾后，磨粒開端反彈,。

圖2  到效果點中心的間隔所對應的應力關系

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,，與刃口之間的效果速度逐步減小，隨后反彈見圖4,。

圖4  磨粒速度改變規(guī)則

3  多磨粒防真模型的樹立及結果

選用三顆磨粒重復沖擊,，研討多磨粒對刀具刃口的鈍化。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,，多磨粒對刀具刃口鈍化的防真模型見圖5。

圖5  多磨粒對刀具刃口效果的防真模型

(1)刀具刃口的應力散布

圖6為地一顆磨粒對刀具刃口沖擊的應力云圖,。由圖可知,，在地一剖析步t=2.5003e-06s時，刀具刃口無太大改變,，受磨粒沖擊的中心遭到的應力蕞大,，蕞大應力值為2238mp；當?shù)诙�顆磨粒對同一位置進行沖擊后,，刀具刃口所受應力區(qū)域顯著增大,，所產(chǎn)生的蕞大應力值為2341mpa；當?shù)谌�顆磨粒沖擊刀具刃口時,，刀具刃口遭到的應力效果區(qū)域進一步增大,，蕞大應力值為2440mpa，較前兩次沖擊有所進步,。

圖6  地一顆磨粒沖擊刀具刃口的應力散布

(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)則見圖7,。在0s時，地一顆磨粒開端與刀具刃口磕碰,，江蘇硬質(zhì)合金非標刀具與標準刀具,，隨后磨粒速度開端下降，直至越過零點成為負值,。磨粒速度為負是因為磨粒發(fā)生了回彈,，磨粒對刀具刃口產(chǎn)生磨損。在1.0e-5s,、2.0e-5s時,，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圖8。地一顆碳化硅磨粒在對刀具刃口沖擊后會構成一個極小的沖蝕坑,，接著第二顆,、第三顆磨粒重復沖擊，沖蝕坑不斷增大,，多磨粒的沖擊會使沖蝕坑越來越大,。

圖8  刀具刃口遭到重復沖擊的位移改變

(4)多磨粒對刀具刃口效果的能量改變規(guī)則

刀具刃口鈍化的進程也是能量交換的進程,。因為刀具刃口與渙散固體磨粒不斷地沖擊磕碰，在鈍化進程中發(fā)生了磨粒動能和刀具刃口內(nèi)能的交換,，其能量改變見圖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端下降,，約在2e-05s時到達蕞低,。磨粒的動能因為速度的減小而減小，大約在2e-05s時到達蕞低,。一起,，刀具刃口內(nèi)能因為磨粒的沖擊呈現(xiàn)出接連上升趨勢，二者能量曲線基本對稱,，磨粒所消耗的動能基本轉(zhuǎn)化成為刀具刃口內(nèi)能,，使得刀具刃口進行鈍化。

小結

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

(1)當單磨粒對刀具刃口進行鈍化時,，刀具刃口的應力在沖擊區(qū)域以圓弧狀向四周擴展。碳化硅磨粒與刃口的沖擊十分時間短,，磨粒從零時刻開端運動,，當時刻到達7.5e-06s時，碳化硅磨粒的位移到達蕞大,，爾后,，磨粒開端反彈。

(2)當多碳化硅磨粒對刀具刃口進行不斷沖擊時,，受力區(qū)域不斷增大,，刀具刃口所受應力增大，沖蝕坑不斷增大,。