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刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年,德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。

聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等;聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。

通常当材料硬度高时,耐磨性也高;抗弯强度高时,冲击韧性也高。但材料硬度越高,其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,现代仍是应用广的刀具材料,其次是硬质合金

刀具切削部分的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角,可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形,减小切屑流经前面的摩擦阻力,从而减小切削力和切削热。但增大前角,同时会降低切削刃的强度,减小刀头的散热体积

丝锥是一种加工内螺纹的工具,按照形状可以分为螺旋槽丝锥、刃倾角丝锥、直槽丝锥和管用螺纹丝锥等,按照使用环境可以分为手用丝锥和机用丝锥,按照规格可以分为公制,美制,和英制丝锥等。丝锥是制造业操作者在攻丝时采用的主流的加工工具。

一种加工内螺纹的刀具,沿轴向开有沟槽。也叫螺丝攻。丝锥根据其形状分为直槽丝锥,螺旋槽丝锥和螺尖丝锥(先端丝锥)。直槽丝锥加工容易,精度略低,产量较大。一般用于普通车床,钻床及攻丝机的螺纹加工用,切削速度较慢。螺旋槽丝锥多用于数控加工中心钻盲孔用,加工速度较快,精度高,排屑较好、对中性好。螺尖丝锥前部有容屑槽,用于通孔的加工。工具厂提供的丝锥大都是涂层丝锥,较未涂层丝锥的使用寿命和切削性能都有很大的提高。不等径设计的丝锥切削负荷分配合理,加工质量高,但制造成本也高。梯形螺纹丝锥常采用不等径设计。

机用和手用丝锥是切制普通螺纹的标准丝锥。中国习惯上把制造精度较高的高速钢磨牙丝锥称为机用丝锥,把碳素工具钢或合金工具钢的滚牙(或切牙)丝锥称为手用丝锥,实际上两者的结构和工作原理基本相同。通常,丝锥由工作部分和柄部构成。工作部分又分切削部分和校准部分,前者磨有切削锥,担负切削工作,后者用以校准螺纹的尺寸和形状。

工件材料的可加工性是攻丝难易的关键。现丝锥生产厂家主要关注的是,发展针对特殊材料加工的丝锥。针对这些材料的性能,改变丝锥切削部分的几何形状,特别是它的前角和下凹量(HOOK)─前面的下凹程度。高加工速度有时受到机床性能限制。对于较小的丝锥,主轴速度要想达到理想速度[ rpm= (sfm x 3.8)/丝锥直径] ,可能已经超过了主轴高转速。另一方面,用较大的丝锥高速切削,会产生较大的扭矩,可能比机床提供的马力还大。应用 700psi的内冷却工具,切削速度有可能达到250sfm。而在没有内冷却设施的机床上,切削速度只能达150sfm。丝锥不同于大多数金属切削工具,因为它与工件孔壁接触面积非常大,所以冷却至关重要。如果高速钢丝锥过热,则丝锥会折断、烧损,NORIS公司丝锥的几何形状特点,就是有较大的后角和倒锥。”

由于汽车工业加工大量的铸铁与铝合金零件,因此使用硬质合金丝锥以获得刀具的命。在加工这些材料的工件时,硬质合金丝锥比高速钢丝锥寿命更长。在汽车工业中,丝推换刀时间的减少明显是个重要因素,而硬质合金丝推的命将使换刀时间小化。用表面涂层的小螺旋角硬质合金丝锥在硅含量为8%-12%的铝合金工件上攻丝,其效果很好。用亚微细颗粒(Submicron-grain)硬质合金制作的丝锥,可增加刀具韧性而不降低其硬度,在切削淬硬钢、塑料和难加工镍基合金时效果很好。NORIS公司生产的DL15 Ni系列镍合金丝锥,在一定条件下,可在镍铬铁合金 Inconel 718上连续攻丝200个螺孔以上,而以前重磨才能达到。

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