机加工刀具如何与工件进行匹配

我们通过这篇文章来具体介绍一下如何让刀具材料与工件材料在力学性能、物理性能以及化学性能等方面实现匹配。

1、力学性能匹配

力学性能主要是指刀具以及工件的抗弯轻度、韧性以及硬度等参数，各种刀具材料抗弯轻度不同，按照由强到弱的顺序排列，依次为：高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、金刚石以及立方氮化硼刀具。而在韧性上从高到低排序为：高速钢、硬质合金、立方氮化硼、金刚石和陶瓷刀具。而按照硬度从高到低排序，主要为：金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬质合金和高速钢。

力学性能所存在的差异，才能让刀具适应不同工件材料的加工要求。刀具的硬度要比工件的硬度要高，因此高硬度的工件材料，需要使用高硬度的刀具进行加工。通常刀具材料硬度越高耐磨性会越高，但是强度与韧性都会受到严重的影响。高硬度高耐磨型的刀具会被安排用于粗加工，而硬度较低的则被应用于精加工。

2、物理性能匹配

物理性能主要指的是材料的导热性、熔点以及热膨胀等相关参数。刀具的导热性需要与工件形成互补，加工导热性不好的工件时，要使用强导热性刀具，这样可以将切削热及时导出，维持刀具与工件的尺寸精度。

各种刀具材料按照耐热性从高到低进行排序，依次为：立方氮化硼、陶瓷、碳化钛基硬质合金、WC基超细晶粒硬质合金、金刚石和HSS。按照导热性从高到低进行排序：PCD、立方氮化硼、WC基硬质合金、碳化钛基硬质合金。按照热胀系数由大到小的顺序排列：HSS、WC基硬质合金、碳化钛基硬质合金、A1203基陶瓷、PCBN、Si3N4基陶瓷和PCD。按照抗震性能来排序：HSS、WC基硬质合金、Si3N4基陶瓷、立方氮化硼、PCD、碳化钛基硬质合金和A1203基陶瓷。

3、化学性能匹配

化学性能是刀具与工件之间具有的化学亲和性，能够发生化学反应以及扩散和溶解等现象，如果加工过程中出现了这些现象，说明刀具与材料的不匹配。

刀具材料按照钢的抗粘接温度由高到低进行排序：立方氮化硼、陶瓷、硬质合金和HSS。按照抗氧化温度排序：陶瓷、立方氮化硼、硬质合金、金刚石和HSS。按照钢铁扩散强度排序：为金刚石、Si3N4基陶瓷、立方氮化硼和A1203基陶瓷。