陶瓷刀具应用的注意事项

魔神

            刀具陶瓷与工件材料匹配

　　不同种类的陶瓷刀具有着不同的应用范围，故须正确选择刀具陶瓷的种类与牌号，使其与被加工材料相“匹配”。氧化铝(Al2O3)基陶瓷适于加工各种钢材(素结构钢、合金结构钢、高强度钢、高锰钢、淬硬钢等)和各种铸铁，也可加工铜合金、石墨、工程塑料和复合材料；加工钢优于Si3N4基陶瓷刀具；但不宜用来加工铝合金和钛合金，否则容易产生化学磨损。Si3N4基陶瓷加工范围与氧化铝基陶瓷类似，最适于高速加工铸铁和高温合金，一般不宜用来加工产生长切屑的钢料(如正火和热轧状态)。赛阿龙(Sialon) 陶瓷最适于加工各种铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁等)和镍基高温合金，不宜用来加工钢料。

　　选择合理的刀具几何参数

　　目前，刀具陶瓷的一些新品种在强度和韧性方面有了较大的提高，但毕竟是脆性材料，抗弯强度较低而抗压强度高。为了充分发挥陶瓷刀具材料抗压强度高的特点，陶瓷刀具一般采用负前角。但倒棱后的刀具使切削力增加，故加工刚性差的工件时不应磨出负倒棱。

　　选择合理的切削用量

　　陶瓷刀具有良好的耐热性与耐磨性，故切削用量对刀具磨损的影响要比硬质合金刀具小。因此，切削时应根据被加工工件材料的性质，在机床功率、工艺系统刚性和刀片强度允许前提下，尽量选用较大的背吃刀量和切削速度进行切削，以充分发挥高温性能好的特点。例如，常州柴油机厂用装有Si3N4刀片(SM牌号)的机夹面铣刀(直径250mm，齿数7个) 铣削HT200汽缸盖下平面(160mm X 134mm)时的切削用量为：切削速度471m/min，背吃刀量(吃深)3mm，进给速度是300-1180mm/min，工效比硬质合金面铣刀高2.5~10倍。由于进给量对刀具破损的影响最为敏感，所以开始切削时的进给量应先取得小些，通过试切逐步增加，一直到刀具不出现破损。陶瓷刀具工作时通常是干式切削，如用湿式切削，刀具寿命较长。但在刀具切入工件前就应浇注切削液直到切削完毕为止，切削液必须连续供给，不能时断时续，否则容易引起刀具破损或崩刃。同理，在切削过程中还应尽量避免中途停车或变换切削用量。

　　陶瓷刀具的结构与刃磨

　　目前陶瓷刀具的结构大多采用机夹可转位刀片的结构形式。刀片的形状有三边形、正方形、棱形和圆形等。刀片夹紧必须牢固可靠，夹紧力方向应使刀片紧靠定位面。

　　陶瓷刀具的刃磨应在工具磨床上用夹具的刃磨，以保证刃磨质量。刃磨陶瓷刀具目前大多采用树脂结合剂的金刚石砂轮，粗磨选用80/100~100/120粒度号，精磨、细磨用170/200~325/400粒度，浓度为75%~100%。

　　选择合适的机床设备

　　使用陶瓷刀具的机床必须为高刚度、大功率和高转速，这样才能充分发挥它的性能，取得好的经济效益。此外，机床精度要好，装夹工件的夹具和夹紧装置必须可靠，以免加工时产生振动，使陶瓷刀具破损。必须指出，目前生产中不少机床设备还不能满足陶瓷刀具的加工要求，所以陶瓷刀具的潜力未能得到充分发挥，今后随着数控机床(NC)和加工中心(MC)等高效设备应用的增多，必将进一步推动陶瓷刀具的使用。