各種刀具的結(jié)構(gòu)都由裝夾部分和工作部分組成。整體結(jié)構(gòu)刀具的裝夾部分和工作部分都做在刀體上;鑲齒結(jié)構(gòu)刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。
刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內(nèi)孔套裝在機床的主軸或心軸上,借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉(zhuǎn)力矩,如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。
帶柄的刀具通常有矩形柄、圓柱柄和圓錐柄三種。車刀、刨刀等一般為矩形柄;圓錐柄靠錐度承受軸向推力,并借助摩擦力傳遞扭矩;圓柱柄一般適用于較小的麻花鉆、立銑刀等刀具,切削時借助夾緊時所產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩。很多帶柄的刀具的柄部用低合金鋼制成,而工作部分則用高速鋼把兩部分對焊而成。
刀具材料大致分如下幾類:高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷、聚晶立方氮化硼以及聚晶金剛石。
這里主要提下陶瓷,陶瓷用于切削刀具的時間比硬質(zhì)合金早,但由于其脆性,發(fā)展很慢。但自上世紀70年代以后,還是得到了比較快的發(fā)展。陶瓷刀具材料主要有兩大系,即氧化鋁系和氮化硅系。陶瓷作為刀具,具有成本低、硬度高、耐高溫性能好等優(yōu)點,有很好的前景。
刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位。中國早在公元前28~前20世紀,就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國后期(公元前三世紀),由于掌握了滲碳技術(shù),制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時的鉆頭和鋸,與現(xiàn)代的扁鉆和鋸已有些相似之處。
一種衡量紅硬性的方法是先把鋼加熱至580~650℃,保溫1小時,然后冷卻,這樣反復(fù)4次后測量其硬度值。高速鋼的淬火溫度一般均接近鋼的熔點,如鎢系高速鋼為1210~1240℃,高鉬系高速鋼為1180~1210℃。淬火后一般需在 540~560℃之間回火3次。提高淬火溫度可以增加鋼的紅硬性。為了提高高速鋼刀具的使用壽命,可對其表面進行強化處理,如低溫氰化、氮化、硫氮共滲等。