硬質合金可轉位刀具在切削加工中的應用

隨著硬質合金可轉位刀具在切削加工中的應用日趨普及，對此類刀具的設計與制造也提出了越來越高的要求。用戶需要的硬質合金可轉位刀具已不滿足于可實現(xiàn)基本切削功能的粗糙刀具，而是結構合理、工藝精湛、性能優(yōu)良、使用方便的精美工具。為此，在開發(fā)硬質合金可轉位刀具時，必須準確地確定和把握刀具的設計目標。硬質合金可轉位刀具的總體設計目標大致可歸納為：合理的刀具結構、優(yōu)良的使用性能、易加工性、經濟性和精美外觀。

1 合理的刀具結構

    合理的結構是對硬質合金可轉位刀具的基本要求，也是用戶最關心的性能要素之一�？傮w來講，硬質合金可轉位刀具的結構設計應遵循以下原則：

    刀片配置合理，且夾緊時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；刀片周邊尺寸定位應滿足三點定位原理；切削力與夾緊力的合力在定位基面上產生的摩擦力必須大于切削振動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滿足組合優(yōu)化、靈活方便的原則。

刀體與機床的聯(lián)接方式應符合高剛度、高精度、快速更換的原則。

刀具切削角度應滿足實際加工條件的要求。

應考慮選用合理的刀具冷卻方式。

2 優(yōu)良的使用性能

    硬質合金可轉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 硬質合金可轉位刀具的高可靠性主要通過合理的刀具結構、可靠的定位裝夾來保證；刀片材質耐用度高、質量一致性好、切削刃重復精度高也是保證刀具高可靠性的必要條件。

    高效性 硬質合金可轉位刀具在對刀、換刀時必須滿足操作簡單、抓握方便、定位準確、夾緊快捷等性能要求；刀具的夾持機構、重量配置等必須適應高速切削的需要。

    高切削性能 硬質合金可轉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、刀片導熱性 好等。刀具的高切削性能需要通過對刀具幾何參數(shù)、切削刃幾何形狀以及斷屑、排屑結構的優(yōu)化設計來實現(xiàn)。

3 刀具的易加工性

    刀具的設計意圖必須通過加工制造工藝來實現(xiàn)，因此刀具設計者必須考慮刀具制造工藝的可行性及難易程度。在硬質合金可轉位刀具的設計中，選取材料、設計結構、確定技術條件時應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，刀具的設計應有利于產品零件的標準化、系列化、通用化生產。

4 刀具的經濟性

    刀具的價格直接影響產品的加工成本，因此刀具的經濟性是用戶最關心的問題之一。在設計硬質合金可轉位刀具時，工藝方案、刀具材料、結構型式的選擇均應考慮價格因素，考慮用戶的承受能力。在設計初期，需要對設計方案進行經濟性分析和綜合比較，選用能充分發(fā)揮刀具機械性能、提高切削效率、降低加工費用的優(yōu)化設計方案，如可節(jié)省加工輔助時間的模塊式結構刀具、可完成多種加工用途的多功能復合刀具等。

5 精美外觀

    刀具產品在實現(xiàn)其實用價值（金屬切削） 的同時，還應具有一定的審美價值。因此在刀具設計中應運用人機工程學和美學原理進行刀具外觀設計。硬質合金可轉位刀具外觀設計的美學要求主要體現(xiàn)為“協(xié)調”，即刀具外觀應與周圍的加工環(huán)境相協(xié)調，令人產生舒適、愉悅的感覺。刀具的外形結構應平滑流暢，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） 應美觀大方、協(xié)調悅目�？傊�，精美的外觀是提高刀具檔次不可忽視的重要因素。

硬質合金可轉位刀具類型各異、品種繁多，本文提出的設計目標只是一個總體原則，在開發(fā)具體的刀具產品時還應根據刀具特點和切削要求確定具體設計目標，并據此指導刀具設計。