刀具是機(jī)械冷加工必需的工具。采用質(zhì)量較好的刀具不僅能保證機(jī)械加工產(chǎn)品的加工質(zhì)量，還能提高機(jī)械產(chǎn)品加工效率。超硬材料是一種新型的機(jī)械材料，應(yīng)用于機(jī)械冷加工中，不僅能彌補(bǔ)傳統(tǒng)刀具材料抗彎性不足，而且能解決鑲焊卡困難的問(wèn)題，從而提高機(jī)械冷加工質(zhì)量。近幾年，隨著人工超硬材料刀具生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，超硬材料的應(yīng)用范圍又?jǐn)U大了很多，在精加工、半精加工、粗加工中都有所應(yīng)用。實(shí)踐證明，超硬材料刀具的壽命非常高，且極大地縮短了機(jī)械加工工藝流程。


一、車(chē)削加工

車(chē)削加工是指在車(chē)床上，利用刀具的直線或曲線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行毛坯產(chǎn)品成型、尺寸的切削，從而生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)圖紙的機(jī)械產(chǎn)品。這是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)最常見(jiàn)的一種方法，其應(yīng)用基礎(chǔ)就是刀具。在車(chē)削加工中，刀具材料需具有足夠的硬度、耐磨性、耐熱性、韌性。常用的合金鋼、工具鋼、碳鋼、高速鋼等刀具材料硬度、耐磨性等遠(yuǎn)不如超硬材料。實(shí)踐證明：超硬材料刀具的切削深度遠(yuǎn)高于磨削高度，且加工效率非常高。



二、銑削加工

銑削加工是固定毛坯，然后借助銑刀進(jìn)行切削。這樣在數(shù)控車(chē)床上，就可以加工復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品。比如磨具、胎具等。與車(chē)削不同的是銑削時(shí)，銑刀是高速旋轉(zhuǎn)的。這就意味著即使在高溫下，也能保持較好的切削性能，且耐磨不會(huì)輕易損壞。對(duì)此，就可選擇超硬材料加工成刀具。如利用PCD人造聚晶金剛石制作刀具，其加工速度快，可有效縮短加工時(shí)間，提高加工效率。



三、鏜削加工

鏜削是一種內(nèi)徑切削工藝，在粗加工、精加工中都可應(yīng)用。一般在實(shí)際應(yīng)用中，主要是應(yīng)用非標(biāo)準(zhǔn)的刀具進(jìn)行鏜削加工。另外，鏜削加工還可分為粗鏜加工、半精鏜加工、精鏜加工。

據(jù)有關(guān)研究表明，若是采用高速鋼鏜加工普通鋼材，其速度最高只能達(dá)到50m/min。若是采用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行粗鏜加工，其最高加工速度能達(dá)到60m/min，進(jìn)行精鏜加工時(shí)，其最高速度能達(dá)到150m/min。但若是進(jìn)行超高精密加工，則只有超硬材料能適用?，F(xiàn)如今，金剛石、立方氮化硼等超硬材料已經(jīng)被應(yīng)用在鏜削加工刀具的加工中。超硬材料應(yīng)用在鏜削加工中，不僅能有效提高機(jī)械產(chǎn)品的精度，而且也能提高機(jī)械產(chǎn)品的平滑度。

四、鉸削加工

鉸削加工主要是利用鉸刀切下已經(jīng)完成加工孔壁的薄層金屬，從而得到表面粗糙度比較低且孔徑較精準(zhǔn)的機(jī)械產(chǎn)品。比如可加工圓孔、錐孔等帶有空洞的機(jī)械產(chǎn)品。一般情況下，鉸削的加工孔徑范圍非常小，最大只有100毫米。這就意味著鉸刀的刀具精度要高。而且在鉸削過(guò)程中，被加工工件是固定的。另外，鉸削還可分為粗鉸削、精鉸削。粗鉸的切削深度最高只有0.8毫米，精鉸切削深度最高只有0.3毫米。在粗鉸中可應(yīng)用硬質(zhì)合金，而在精鉸中，只能選擇超硬材料。

因?yàn)槌膊牧系毒叩木容^高，切切削深度也能滿足設(shè)計(jì)要求。尤其是超硬材料的使用壽命長(zhǎng)，可耐受長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)。如今，已經(jīng)有了金剛石鉸刀、CBN鉸刀。其中金剛石鉸刀可用于堿金屬、玻璃、陶瓷等加工，CBN鉸刀可用于淬火鋼、不銹鋼、熱壓工具、合金等的加工?？傊?，將超硬材料應(yīng)用在鉸削加工，可有效解決一些本身硬度就比較高的深孔、錐孔的產(chǎn)品加工問(wèn)題。

五、拉削加工

拉削加工是指利用拉刀，對(duì)工件從上到下進(jìn)行切削，以得到較薄的金屬層，并使產(chǎn)品達(dá)到精度設(shè)計(jì)要求。一般情況下，拉削是需要一次性完成的。需要注意的是在鈦合金、高溫合金等金屬材料的拉削加工中，必須采用硬質(zhì)合金刀具。另外，若是采用超硬材料鉸刀，可結(jié)合拉削加工要求。比如對(duì)于工件孔的加工，可采用復(fù)合式的漸開(kāi)線跳齒內(nèi)孔硬質(zhì)材料刀具。這種刀具的刀齒結(jié)構(gòu)比較合理，且跳齒排布更能保證加工效率，尤其是能降低加工難度。



六、鉆削加工

鉆削加工是一種孔加工方式，主要是在鉆床、車(chē)床上進(jìn)行加工。該加工工藝具有一定的缺點(diǎn)：不具備冷卻環(huán)境，鉆削加工產(chǎn)生的熱能較多，會(huì)影響到切削速度，而且該工藝屬于粗加工，無(wú)法應(yīng)用于高精度孔的加工中。所以，采用超硬材料的刀具極大的改善了這種情況，提高加工效率。比如金剛石鉆頭可用在石材、陶瓷等的加工中。另外，PCD鉆頭還經(jīng)常被用于玻璃、鏡子的孔加工。可以說(shuō)，這種材料的鉆頭不但可以承受高溫影響，而且還可以保證鉆削效率。

綜上所述，超硬刀具材料具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在機(jī)械冷加工中，可應(yīng)用這種材料加工出各種各樣的刀具，從而提高機(jī)械產(chǎn)品的加工效率和加工質(zhì)量。