客製化硬質合金刀片製造服務

硬質合金刀片設計的關鍵方面

1. 幾何學:
   
   • 形狀:刀片有多種形狀（如三角形、方形、圓形、菱形或菱形），每種形狀都適合特定的應用。例如
     
     • 圓形嵌件:是高進給銑削或輪廓加工的理想選擇。
     • 方形嵌件:用於一般用途的銑削或車削，切削刃強韌。
     • 三角形嵌件:常用於車削，提供多切削刃的多功能性。
   • 耙角:切削面的角度會影響切屑的形成和切削力。正前角可降低切削力，適用於較軟的材料，而負前角則可提供較強的刃口，適用於較硬的材料或重切削。
   • 淨空角度:刀片側面與工件的角度可防止摩擦並確保順暢切削。通常為 5°-15°, 視應用而定.
   • 鼻半徑:刀片的圓角會影響表面光潔度及強度。圓角較小的刀片可用於精密及輕切削，圓角較大的刀片可用於較重的切削，但可能會增加震動。
2. 晶片斷路器設計:
   
   • 斷屑槽是刀片頂面上的溝槽或特徵，可控制切屑的形成，將切屑導離工件，以防止損傷並提高安全性。設計依材料及切削條件而有所不同：
     
     • 輕型斷路器:適用於低進給率及軟性材料。
     • 重型斷屑槽:適用於高進給速率及較堅硬的材料，如不銹鋼。
     • 斷屑槽的幾何形狀是根據特定的進給、切削深度和材料類型（例如鋼、鋁或鈦）量身打造。
3. 材料和塗層:
   
   • 基材:碳化鎢提供核心硬度，鈷（通常為 6-12%）則增強韌性。碳化物晶粒尺寸（亞微米到粗粒）會影響硬度與韌性的取捨。
   • 塗層:透過化學氣相沉積 (CVD) 或物理氣相沉積 (PVD) 等技術，塗層可增強耐磨性並減少摩擦。常見的塗層包括
     
     • 氮化鈦 (TiN)：通用、耐磨。
     • 碳氮化鈦 (TiCN)：用於高速切削。
     • 氧化鋁 (Al2O3)：用於高溫應用。
     • 類鑽石塗層：適用於鋁等非鐵金屬材料。
   • 多層塗層結合多種特性，適用於各種材料和條件。
4. 安裝與夾緊功能:
   
   • 刀片設計有孔、倒角或沉孔，可安全地安裝在刀把上。常見的安裝方式包括
     
     • 螺絲固定:中央有螺絲固定孔。
     • 夾鉗式:由沒有孔的夾具固定，通常用於負前角刀片。
   • 刀片基座的幾何形狀（平面或具有定位功能）可確保切削時的精確定位與穩定性。
5. 邊緣準備:
   
   • 切削刃可以珩磨（稍微圓滑）或倒角，以增加刃口強度和防止崩刃，特別是對於斷續切削或硬質材料。
   • 鋒利的刃口可用於軟性材料或精加工作業，以減少切削力並改善表面光潔度。
6. 插件尺寸和厚度:
   
   • 刀片的尺寸是依據內圓 (IC) 直徑或刀刃長度而定，會影響切削深度和穩定性。例如，較大的 IC（如 12 mm）用於重切削。
   • 厚度會影響剛性，較厚的刀片適用於高力度的應用。

設計標準與編碼

• ISO/ANSI 標準:刀片已標準化（例如 ISO 1832），並有描述形狀、尺寸、公差和特徵的代碼系統。例如 CNMG 120408 表示：
  
  • C:形狀 (菱形，80°)。
  • N:淨空角度 (0°，中性)。
  • M:公差等級。
  • G:斷路器和安裝方式。
  • 12:IC 尺寸 (12 mm)。
  • 04:厚度 (4 mm)。
  • 08:鼻端半徑 (0.8 mm)。
• 這些代碼可協助加工人員針對特定刀具、材料及作業選擇刀片。

應用與設計考量

• 特定材料設計:刀片針對鋼、鑄鐵、鋁或超合金等材料進行最佳化。例如
  
  • 鋁需要銳利的邊緣和拋光的表面，以防止材料堆積。
  • 淬硬鋼需要具有負前角及堅固鍍層的強韌刀片。
• 切割條件:設計時需考量速度、進給率及切削深度。高速加工可使用 PVD 塗層刀片，而重型粗加工則使用較厚的 CVD 塗層刀片。
• 永續性:現代設計著重於多邊插入（例如，有六個可用邊的三角形插入），以減少浪費和成本。