硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具在切削加工中的應(yīng)用

隨著硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具在切削加工中的應(yīng)用日趨普及，對(duì)此類刀具的設(shè)計(jì)與制造也提出了越來(lái)越高的要求。用戶需要的硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具已不滿足于可實(shí)現(xiàn)基本切削功能的粗糙刀具，而是結(jié)構(gòu)合理、工藝精湛、性能優(yōu)良、使用方便的精美工具。為此，在開發(fā)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具時(shí)，必須準(zhǔn)確地確定和把握刀具的設(shè)計(jì)目標(biāo)。硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)大致可歸納為：合理的刀具結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的使用性能、易加工性、經(jīng)濟(jì)性和精美外觀。

1 合理的刀具結(jié)構(gòu)

    合理的結(jié)構(gòu)是對(duì)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的基本要求，也是用戶最關(guān)心的性能要素之一�？傮w來(lái)講，硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

    刀片配置合理，且夾緊時(shí)必須符合切削力定位夾緊原理，即切削力的合力必須作用于刀片支撐面周界內(nèi)；刀片周邊尺寸定位應(yīng)滿足三點(diǎn)定位原理；切削力與夾緊力的合力在定位基面上產(chǎn)生的摩擦力必須大于切削振動(dòng)等所引起的使刀片脫離定位基面的交變力。

刀墊的型式與裝夾應(yīng)滿足組合優(yōu)化、靈活方便的原則。

刀體與機(jī)床的聯(lián)接方式應(yīng)符合高剛度、高精度、快速更換的原則。

刀具切削角度應(yīng)滿足實(shí)際加工條件的要求。

應(yīng)考慮選用合理的刀具冷卻方式。

2 優(yōu)良的使用性能

    硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的使用性能可概括為高可靠性、高效性和高切削性能。

    高可靠性 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的高可靠性主要通過合理的刀具結(jié)構(gòu)、可靠的定位裝夾來(lái)保證；刀片材質(zhì)耐用度高、質(zhì)量一致性好、切削刃重復(fù)精度高也是保證刀具高可靠性的必要條件。

    高效性 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具在對(duì)刀、換刀時(shí)必須滿足操作簡(jiǎn)單、抓握方便、定位準(zhǔn)確、夾緊快捷等性能要求；刀具的夾持機(jī)構(gòu)、重量配置等必須適應(yīng)高速切削的需要。

    高切削性能 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的高切削性能主要體現(xiàn)為切削阻力小、切削溫度低、加工精度高、刀具壽命長(zhǎng)、刀片導(dǎo)熱性 好等。刀具的高切削性能需要通過對(duì)刀具幾何參數(shù)、切削刃幾何形狀以及斷屑、排屑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 刀具的易加工性

    刀具的設(shè)計(jì)意圖必須通過加工制造工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此刀具設(shè)計(jì)者必須考慮刀具制造工藝的可行性及難易程度。在硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具的設(shè)計(jì)中，選取材料、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、確定技術(shù)條件時(shí)應(yīng)在滿足使用性能的前提下盡可能降低刀具的制造難度，并保證刀具在加工和安裝過程中不致出現(xiàn)損壞；此外，刀具的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于產(chǎn)品零件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化生產(chǎn)。

4 刀具的經(jīng)濟(jì)性

    刀具的價(jià)格直接影響產(chǎn)品的加工成本，因此刀具的經(jīng)濟(jì)性是用戶最關(guān)心的問題之一。在設(shè)計(jì)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具時(shí)，工藝方案、刀具材料、結(jié)構(gòu)型式的選擇均應(yīng)考慮價(jià)格因素，考慮用戶的承受能力。在設(shè)計(jì)初期，需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和綜合比較，選用能充分發(fā)揮刀具機(jī)械性能、提高切削效率、降低加工費(fèi)用的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，如可節(jié)省加工輔助時(shí)間的模塊式結(jié)構(gòu)刀具、可完成多種加工用途的多功能復(fù)合刀具等。

5 精美外觀

    刀具產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)其實(shí)用價(jià)值（金屬切削） 的同時(shí)，還應(yīng)具有一定的審美價(jià)值。因此在刀具設(shè)計(jì)中應(yīng)運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)和美學(xué)原理進(jìn)行刀具外觀設(shè)計(jì)。硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具外觀設(shè)計(jì)的美學(xué)要求主要體現(xiàn)為“協(xié)調(diào)”，即刀具外觀應(yīng)與周圍的加工環(huán)境相協(xié)調(diào)，令人產(chǎn)生舒適、愉悅的感覺。刀具的外形結(jié)構(gòu)應(yīng)平滑流暢，盡量避免形狀突變和尖角、毛刺等缺陷，刀具的表面粗糙度、光亮度及色彩（包括涂層顏色） 應(yīng)美觀大方、協(xié)調(diào)悅目�？傊�，精美的外觀是提高刀具檔次不可忽視的重要因素。

硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具類型各異、品種繁多，本文提出的設(shè)計(jì)目標(biāo)只是一個(gè)總體原則，在開發(fā)具體的刀具產(chǎn)品時(shí)還應(yīng)根據(jù)刀具特點(diǎn)和切削要求確定具體設(shè)計(jì)目標(biāo)，并據(jù)此指導(dǎo)刀具設(shè)計(jì)。