高速铣刀有限元计算模型中包括刀体、刀体座、刀片和夹紧螺钉。计算刀体(包括螺钉、刀片等零件质量)的弹性变形,再对分离出的刀座作详细分析,把所获得的刀体弹性变形作为边界条件加到刀座分离体;然后由切出的刀座、刀片、螺钉及无质量的摩擦副组成刀片夹紧系统的模型,进行夹紧的可靠性分析。有限元模型能模拟刀片在刀座里的倾斜、滑动、转动以及螺钉在夹紧时的变形,可计算出在不同转速下刀片位移和螺钉受力的大小。

于刀面两侧各挖除一个凹槽,因其容易加工及设计,故市面上许多工厂刀皆是此一种研磨方式。大的优点便是经此研磨后会形成一个非常薄的刀刃,而越薄的刀刃切削能力越好。其缺点为:越薄的刀刃越脆弱。它可以切、削较硬的物体或组织,但却不适合用以在料理食物时砍劈的动作,因刀身的纵切面为非线性,故无法切的太深。

凹磨的刀子皆不建议用于砍劈动作上,因其刀刃相对的较脆弱。其大的优点便是增加刀刃的切削能力,尤其是在刀面不够宽阔时使用(德国Puma刀厂算出若刀背有3.5mm厚,那么刀面至少要有20mm宽才能有相当的切削砍劈能力。若不够宽的刀子便要以Hollowground的方式来弥补。)。早期的剃头刀便是用凹磨。凿刀磨法、片刃研磨(ChiselGrind):刀面只有一面研磨。
制造刀具的材料具有很高的高温硬度和耐磨性,必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性,良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等),并不易变形。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。
对刀具进行涂层是机械加工行业前进道路上的一大变革,它是在刀具韧性较高的基体上涂覆一层、二层乃至多层具有高硬度、高耐磨性、耐高温材料的薄层(如TiN、TiC等),使刀具具有全面、良好的综合性能。未涂层高速钢的硬度仅为62~68HRC(760~960HV),硬质合金的硬度仅为89~93.5HRA(1300~1850HV);而涂层后的表面硬度可达2000~3000HV以上。在工业生产中,使用涂层刀具可以提高加工效率、加工精度、延命、降低成本。
根据制造业发展的需要,多功能复合刀具、高速刀具将成为刀具发展的主流。面对日益增多的难加工材料,刀具行业改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。硬质合金材料及涂层应用增多。细颗粒、超细颗粒硬质合金材料是发展方向;纳米涂层、梯度结构涂层及全新结构、材料的涂层将大幅度提高刀具使用性能;物理涂层(PVD)的应用继续增多。新型刀具材料应用增多。陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料的韧性进一步增强,应用场合日趋增多。切削技术快速发展。高速切削、硬切削、干切削继续快速发展,应用范围在迅速扩大。
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