刀具范文10篇

刀具范文篇1

目前工具制造商正在制造直径为0.25英寸的此类钻头。带有0.5μm调整机构的高速精密微调镗刀系统也已进入市场。对于高的金属去除率的钛金属类加工，新开发的重切削立铣刀可安装多达72个可转位刀片。这种数控刀具在设计上通过各个刀片的搭接提供各种变化多样的刀具螺旋角和轴向刃倾度。这种变化扰乱了切削加工时的共振，从而可以无共振地进行深度的铣削加工。

二、数控刀具的的分类

(1)根据刀具结构可分为：整体式；镶嵌式：采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式：如复合式刀具，减震式刀具等。

(2)根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具；金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化氮化硼刀具，陶瓷刀具等。

(3)从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切断、切槽刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。

三、数控刀具的特点

数控刀具与普通机床上用的刀具实际没有多大区别，它们需具有以下特点：

(1)刀具的切削性能必须稳定可靠高。

目前生产上通常用刀具耐用度来评定刀具的好坏。刀具耐用度愈大，表示刀具切削性能愈好。但是切削一批相同的零件，由于使用的刀具材料及工件材质不可能完全相同，再加上刃磨质量等一些不能完全严格控制的因素，所以即使在相同条件下，刀具耐用度仍随机变动。因此在数控上，除应给出刀具耐用度的平均值指标外，还应给出刀具的可靠指标Tp。它已成为选择刀具的关键性指标。通常是规定可靠度P≥0.9，即9％时刀具切削时间为T0.9。研究表明，当耐用度的随机变量接近于正态分布时，如以耐用度的平均值T作为标准，刀具的可靠性只有50％。

(2)可靠地断屑、排屑。

刀具必须能可靠地断屑或卷屑即切削控制。数控机床上每一工位设备上。装置着许多刀具，切削量大，切屑多，因此，在切削塑性金属时，必须控制切屑不缠绕在刀具，工件及工艺装备上，控制切屑不飞溅，保证操作者安全，不影响切削液喷注，不影响零件的定位和输送，不划伤已加工表面，使切屑易于清理，为此，采用卷屑槽或断屑块的刀具，或用间隙切削或振动切削措施提高断屑效果。

(3)应具有高的精度。

刀具切削部分的几何尺寸变化要小，刀体刀杆和刀片反复装卸也应能保持精度稳定。

(4)快速更换及尺寸预调。

刀具应能快速或自动更换，并需有控制和调整尺寸的功能或具有刀具磨损的自动补偿装置，以减少换刀调整的停机时间。

四、数控刀具的材料

(1)超硬材料领域。

金刚石(钎焊聚晶、单晶)各类刀具已迅速应用于高硬度、高强度、难加工及有色金属切削加工行业中。表面改性涂层材料主要有：TiN、TiCN、TiALN、等，将上述涂层材料用于各种机夹可转位刀片的表面改性涂层处理，满足高速、高寿命切削加工高强度、高硬度等材质工件的生产技术不同要求。

(2)硬质合金材料领城。

硬质合金基体材料为适应各种表面改性涂层材料的涂覆工艺技术要求添加各种微量元素，满足于各种机加3232艺技术对可转位刀片切削性能的要求而发展的；

(3)冶金高速钢材料领城

以改进制粉、热压工艺、添加微量元素创新的粉末冶金高速钢材料，制成各种成形拉刀、高速滚刀、丝锥、波纹刃立铣刀等刀具，大量应用于轿车、摩托车、航空发动机、汽轮机等制造行业，加工高强度、高硬度铸铁合金等合金材料工件。根据切削加工技术不同的要求，其表面分别配涂TiN、TiCN等涂层材料，满足高速、高效、硬质精密机加工技术要求。

刀具范文篇2

0、前言

车铣技术[1]是为满足高生产率和高质量这两大目标而发展起来的一种先进制造技术。因此，车铣工艺技术成为当今世界，特别是工业发达国家的研究热点。采用车铣代替车削、铣削，可以更有效地采用现有刀具材料或单纯车削不能采用的刀具材料来加工各种工件材料，以及实现对各类回转体及薄壁类零件的加工。它具有加工效率高、加工精度高、刀具寿命长、切削平稳、不存在断屑问题等优点，可以完成通常单独用车或铣难以实现的加工。金属切削刀具的磨损，直接影响刀具寿命的长短、生产成本、生产效率的高低和加工质量的好坏等；切削过程中的各种物理现象，如切削力、切削热、系统振动等，也大多与之有密切关系[2]，因此，研究车铣的刀具磨损对于丰富车铣理论与实践应用，均具有十分重要的意义。

1、车铣技术及特点

国外车铣技术研究主要集中在德国、美国和日本等工业发达国家，研究领域涉及车铣原理、车铣运动学及动力学、车铣表面质量和刀具磨损等。车铣不是单纯的将车和铣两种加工手段合并到一台机床上，而是利用车铣合成运动完成各类表面的加工[3]。车铣按铣刀与工件的相对位置可分为轴向车铣、正交车铣和一般位置车铣。

正交车铣由于铣刀与工件的旋转轴线相互垂直，在加工外圆表面时由于铣刀的纵向行程不受限制，且可以采用较大的纵向进给，因此它是加工大型回转体和长轴类零件的一种高效方法。如图1所示[3]，正交车铣的切削用量包括切削速度、铣刀沿着轴向的进给速度、轴向进给量、切向进给量（铣刀每齿进给量）和切削深度等

2、车铣刀具磨损实验

2.1实验目的和方法

车铣刀具磨损实验的目的是采用单因素实验方法[4]，来研究车铣切削用量的变化对刀具的磨损机理以及磨损强度的影响规律，并对实验结果加以理论分析。车铣刀具磨损表面形貌和磨损量由日本SSX-550扫描电子显微镜和IM小型工具显微镜观察分析和测量。

2.2实验设备

车铣刀具磨损的实验是在经过改造的正交车铣机床上进行的，如图2所示。

2.3实验条件

工件材料高强度钢

实验刀具TiN涂层SC30硬质合金(相当于国际标准P20~P40)端铣刀

铣削方式正交车铣，逆铣

冷却方式乳化液

3、实验结果分析

实验研究结果表明，车铣刀具磨损过程是很复杂的。不同的切削条件下，车铣刀具主要磨损形态也不同，各种磨损形态的磨损量在不同切削条件下所占的比例也不同；各种磨损形态既单独作用，又相互影响。在影响车铣刀具磨损的切削用量中，切削速度对车铣刀具的磨损过程、磨损形态及磨损强度等的影响最大。

当切削速度较低时，当连续不断的切屑流经刀具前刀面时，在刀具与切屑摩擦面的实际接触面积上，切削温度可以达到900以上，刀具与工件材料接触到原子间距离时产生粘结，发生冷焊现象。当切屑沿刀具前刀面流出时，迫使较软的切屑底层内部发生很大的剪切变形。两摩擦表面的粘结点因刀具与工件的相对运动，晶粒或晶粒群受剪或受拉而被对方带走造成粘结磨损，如图3所示。切削时，接触区的压力很高，使实际接触面积增加，切屑和工件材料沿着刀具前、后刀面不断移动，破坏了刀具表面的氧化层和其它吸附膜，特别是刚从工件材料内部切削出的新鲜表面间形成强烈粘结。

当车铣切削速度较高时，其磨损机理主要表现为疲劳－剥落磨损和扩散磨损。由于车铣是一种断续切削，铣刀承受切屑的周期性击打、切削加热和空切冷却，使刀具表面急剧变热和变冷，刀具表面受到反复的热应力、摩擦应力和接触应力作用，从而在距离刀具表层一定深度下的刀具材料的内部，产生了接触疲劳裂纹源。而后在继续经过多次反复的接触作用后，接触疲劳裂纹源向刀具表层方向迅速扩张，从而，在刀具表层上形成了网状的裂纹，刀具表层因裂纹的扩展而造成龟裂，在切屑不断地击打下导致刀具表层材料一层层地被剥落。

此外，在刀具材料的原始晶粒内部，还是晶界处，都存在着不均匀的内应力，因此难于存在有显微裂纹。许多邻近的微裂纹，在切削力和摩擦力等外力的作用下不断延伸、合并，形成宏观裂纹，在外力的进一步作用下则产生剥落。采用扫描电子显微镜和电子探针显微分析仪检查刀具的前刀面、后刀面以及副后刀面微区的化学成分，说明随着切削速度的不断地提高，车铣过程中切屑、工件与刀具的接触，产生的切削温度足够高时，相互间有亲和作用的元素原子从浓度高处向浓度低处迁移，双方的化学元素在固态下相互扩散。如图4、5所示。

在所研究的切削速度范围内，当切削速度较低时，以粘结磨损为主，在此基础上也伴随有疲劳-剥落磨损和磨料磨损等；而在较高的切削速度下以疲劳-剥落磨损和扩散磨损为主，并伴随有粘结磨损和磨料磨损等。以车铣刀具的磨损试验为基础，以切削速度为变量，建立了正交车铣高强度钢的车铣刀具的磨损强度模型，如图6所示。切削速度的增加，使切削温度升高，刀具与切屑、工件的接触区里的材料变软，微小的粘结区的数量增加，使粘结磨损和疲劳-剥落磨损强度增加。但是随着切削速度的进一步增加，被加工材料比刀具材料软化得更厉害，则粘结磨损和疲劳-剥落磨损的强度将会降低。这时切削温度继续增高，刀具与切屑、工件元素之间的相互扩散速度加大，因此，扩散磨损强度增大。在不同的切削速度下，各种磨损机理相互作用、相互影响，加剧了车铣刀具的磨损强度。

4、结论

刀具范文篇3

挖刨刀具是开沟器的核心，其安装结构决定了开沟器的工作效率和工作阻力。传统的圆盘开沟刀具的安装结构比较单一，效率不高，并且开沟工作阻力很大，适用于丘陵地带的小型发动机不足为其以提供所需的动力。这种新型的刀具安装结构的创新之处在于，在1个圆盘上，沿其圆周均匀依次固定大、中、小3种规格的挖刨刀具。3种规格刀具的开沟宽度、开沟深度和挖刨土的角度均有不同。开沟时，刀盘如图1中箭头所示方向旋转。此时，1号刀具开始入土，而后挖刨更宽更深的2号刀具入土，紧接着是挖刨最宽与最深的3号刀具入土。这种刀具安装结构的设计是将一个开沟过程分为了3步，即分层挖刨，犹如拉床上的拉刀在拉孔一样。不同刀具的规格有很大的不同。1号、2号、3号刀具在开沟深度和开沟宽度上均属于一个递增的过程。在传统的开沟器中，动力一直制约着开沟深度和开沟宽度，而开沟宽度和深度的减小将大大减小对动力的需求。这种刀具结构的设计，在开沟宽度和深度不变的情况下，分层处理开沟深度和宽度。在开沟宽度上，将整个所需挖刨的宽度分配给1号、2号、3号刀具分别挖刨，使得在开沟宽度不变的情况下，挖刨阻力逐渐减小。由于土壤从表层到深层的紧实程度逐渐加深，所以，刀具在挖刨时遇到的阻力也在逐渐增加，特别是深层土壤，给刀具带来了巨大的阻力。因此，在开沟的深度上，1号、2号、3号刀具分别挖刨不同深度的土壤，这在很大程度上减少了所需的开沟动力。这种结构设计不仅能够提高开沟的效率，对动力的需求也降低了很多。这对于难以实现农业机械化的丘陵地带来说是非常适用的。因为这样的开沟器只需要小型的动力机提供动力即可，加快了丘陵地带的便携农业机械的普及速度。

2刀盘悬挂的创新设计

在丘陵地带，由于地势的原因，现代农业机械很多都难以到达，这成为了丘陵地带农业机械化发展的一个瓶颈。这一区域的农业发展急需专业的农业机械开放。对于丘陵地带，农业机械应当轻量化，易于搬运携带，同时，也要便于拆装，而这对于开沟机械来说是一个很大的难题。对于圆盘开沟机，刀盘悬挂的设计是关键，而悬挂的关键是要与现行动力机相适应，以实现快速连接和快速拆卸。整套悬挂系统简单、质量小、便于搬运携带。其通过2，7与机身铰接，可以实现快速装拆。此外，在刀盘的安装上也实现了一定程度的快速拆卸性。刀盘通过螺母14，15紧锁在螺杆上，这样的结构设计使刀盘易于实现左右调节，更重要的是，刀盘的装拆非常快。采用这种设计，一次作业可携带多个刀盘，进而开出不同的沟宽和沟深。

3总结

刀具范文篇4

0．前言

金刚石膜具有硬度高、耐磨损，摩擦系数小，导热性好等特点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。人造金刚石膜的刀具分为两种类型：金刚石膜涂层刀具，金刚石膜焊接刀具。粘结力较弱是金刚石涂层刀具最突出的问题。粘结力较弱的原因有两个：一是化学气相沉积（CVD）附口过程中，产生很大的热应力；二是基体材料存在着许多降低接头强度的因素。近年来，利用生长基体金属同金刚石膜的热膨胀系数相差较大粘附强度低，在基体上沉积金刚石膜，随着基体的冷却，金刚石膜自动脱落，得到独立的金刚石厚膜。文献采用等离子体时流CVD法在Mo基体上沉积金刚石膜，获得独立的金刚石厚膜（0.3-1.3mm）。利用这种膜与刀体材料焊接帘（备切削刀具兼有单晶金刚石刀具和金刚石薄膜涂层刀具的优点，是一种应用前景极为广阔的新型刀具。

1.金刚石厚膜焊接刀具的制造方法

1-1金刚石厚膜的成型

由于金刚石厚膜硬度高，耐磨性好、而且不导电。所以常见的机械切削、线切割、超声波加工等工艺方法均不适用于金刚石厚膜的切割加工，常用的方法是激光切割。激光切割不仅能将金刚石厚膜切割成所需要的形状和尺寸，还能直接切出刀具的后角和修正厚膜表面。一般金刚石车刀的前角以0°为标准，根据需要可在+5°的范围内选取。在强调车刀的耐磨性和尖刀强度的情况下。也可以采用负前角（-20°左右）。负后角一般以5°为标准，根据使用条件可在2.5~10°范围内选取。由前刀面和后刀面构成的锲角在85°以上，可得到高精度的刀尖。

1-2刀体材料的性能和焊接

作为刀体材料尽管在切削加工中不与被切削体直接接触，但由于基体要对金刚石膜起支撑作用，因此要求其具有较高的刚性，热膨胀系数与金刚石膜相近以及良好的焊接性等。目前常用刀具材料有硬质合金（YG3、YG6、YG8等）、陶瓷（Si3N4、A12O3等）、CBN、高速钢等，硬质合金是最有发展前途且目前研究最多的刀体材料。硬质合金是理想的基本材料，它的硬度高，又因其为烧结体，红硬性更好，室温下硬度一般在HRA83~93之间；500℃以下硬度保持不变。抗压强度最高可达到6000MPa，一般为3400~5600MPa；室温抗弯强度在750~2500MPa之间，弹性模量高，通常为（4~7）×105MPa；室温下刚性较好，无明显塑变，对金刚石膜可起很好的刚性支撑作用。

金刚石厚膜与刀体材料的连接主要有方法两种：金刚石表面金属化钎焊法和活性钎料焊法。前者是利用表面处理技术（如离子束溅射等），在金刚石表面镀覆金属（如Ti、Cr等），使其表面具有金属或类金属的性能。金属化的金刚石膜表面对Ag-Cu基针料具有良好的可焊性，可采用金属间针焊工艺焊接。这种方法需进行金刚石膜表面金属化处理，增加了制备难度。活性钎料焊接法则是在针料中加入适量的能与金刚石膜表面碳原子反应生成碳化物的元素，利用针焊过程中碳化物形成元素对金刚石膜待焊表面的活化作用，使针料润湿金刚石膜实现其钎焊过程。

1-3刀体与基体金属的连接

将得到的金刚石厚膜硬质合金复合刀片连接到基体金属上，其连接方法大致有以下几种：⑴钎焊⑵机械加固⑶树脂粘接剂连接⑷热装压入。其中，钎焊的办法使用最多。钎焊金刚石厚膜/硬质合金复合刀片使用的钎料就强度来说，一般使用铜基针料、银基针料等。但考虑到防止氧化的焊接裂纹以减少金刚石向石墨转化的趋势，尽可能的使用低熔点的钎料为好，主要是使用硬质合金针焊专用的银基针料。为了更好地保护金刚石不向石墨转化，最好也是在真空或惰性气氛条件下针焊。

1-4金刚石厚膜刀具的刃磨

金刚石厚膜刀具的刃磨方法主要有机械磨削（包括金刚石砂轮磨削和金刚石粉研磨）。热金属盘研膳，激光束、离子束加工和等离子体刻蚀等。用金刚石粉研磨效率低，金刚石砂轮磨削效率高，并可采用不同粒度的砂轮进行粗加工，是金刚石厚膜刀具获得较好的表面光洁度。热金属盘研磨是在高温条件下，利用铁族元素与金刚石反应使金刚石石墨化的原理除去金刚石。用此种方法研磨表面粗糙度可达镜面水平。用激光对厚膜表面进行光整加工，加工效率很高但加工表面质量不高，只适合于粗加工和半精加工。

2、活性钎料成分选择

活性钎料钎焊法钎焊金刚石与硬质合金所用的活性钎料，除要考虑钎料对金刚石膜与硬质合金的润湿条件，还必须考虑接头应力和真空加热条件下钎料成分的状态对钎焊过程的影响。

2-1钎料中的基本成分

金刚石膜和硬质合金都是高硬度高钢性的材料，两种材料的线膨胀系数也有一定的差别，两者钎焊界面会产生很大的内应力，可能造成金刚石膜开裂和连接界面分离。因此钎料的成分必须在保证强度的条件下，应具有一定的变形能力。Ag-Cu合金不但有较好的强度及对硬质合金能很好的湿润，同时Ag-Cu面心立方的晶格结构使其固浴体合金具有很好的塑性。所以，Ag-Cu合金是金刚石膜与硬质合金钎焊首选的基体成分。

2-2钎料中的活性成分

金刚石膜与一般金属及其合金之间有很高的界面能，致使金刚石膜不能被一般低溶点合金所浸润，润湿性较差。因此必须在钎料中加入一些强碳化物形成元素作为活性金属，以改善金刚石膜与硬质合金之间的润湿性。但添加强碳化物形成元素也存在一定的局限性，一方面加入过多的碳化物形成元素就有可能使金刚石膜与钎料间形成过厚的脆性化合物层，影响结合性能。另一方面为了控制钎料的熔点必须对钎料中的强碳化物形成元素友谊顶的要求，如Ti、Cr、Zr、V、B、Mo、W等，这些元素的溶点分别为：1672℃、1863℃、1865℃、1929℃、2300℃、2623℃、3387℃。相比较而言，Ti、Cr、Zr、V更适合一些。这些元素少量的加入Ag-Cu基钎料中，一般钎焊温度可控制在850℃左右，工艺性能较好。.

另外，在钎料中胸口少量的IN、SN等低熔点金属能有效地降低钎料的熔点，但过多则会产生脆化性化合物。同时金刚石膜与刀体材料的焊接是在真空状态下进行的，钎料中应避免含有MN、ZN等蒸汽压较高的易发挥元素。

上面分别从钎料的熔点、润湿性、蒸汽压、热膨胀，焊后是否生成脆性化合物等方面考虑了钎料中元素的选择。对活性钎料成分的选择需要综合考虑，钎焊金刚石厚膜所添加的强碳化物形成元素多种多样。目前国内外尚未见到商品金刚石焊料，一般由应用单位自行配制。有下列一些，Cu-10%Ti，Cu-15%Sn-3%Ti，Ag-15%Ti，Cu-30%Ag-5%Ti，Cu-15%Sn-2%Cr，Cu-1%V，Cu-Au，Ag-30%Cu-4%Ti，Ag-26.5%Cu-3%Ti等钎料成分可供选择。

3．结论

1.金刚石厚膜与硬质合金片之间采用钎焊的方法能有效地解决粘结力较弱的问题。

刀具范文篇5

一、指导思想

要以三个代表重要思想为指针，以科学发展观为统领，提高认识，切实把管制刀具查缴工作作为一项重要工作来抓。要充分认识到管制刀具管理是一项事关社会稳定和人民群众生命财产安全工作，依法管理管制刀具是法律赋予公安机关的一项重要职责，是维护社会治安秩序的有效手段。所以我们各级各部门要切实增强责任感，加强组织领导，确保各项措施的落实，工商、质检、商务、城管等部门要积极配合公安机关，本着严查、严管、严控的原则，抓好全县的管制刀具查缴工作。

二、组织领导

为切实加强这次管制刀具查缴工作的组织领导，县政府决定成立县管制刀具查缴工作领导小组，由任组长，任副组长，县工商局、质检局、商务局、城管大队及县公安局治安大队等部门负责人为成员，领导小组下设办公室（设于县公安局治安大队），治安大队长谭勇军任办公室主任。查缴办负责查缴工作的组织、协调；负责查缴工作的部署和安排；负责有关材料、法律、数据的收集和统计等日常性的工作。

三、工作措施

（一）全面排查、严格落实管制刀具生产、销售登记备案制度。

公安机关要组织专门力量，会同工商、质检等部门对辖区内所有生产、销售刀具的企业进行一次全面的摸底排查，逐一登记造册。对生产、销售刀具符合《管制刀具认定标准》（公通字[]2号）的，要严格依照《公安部关于切实加强管制刀具管理工作的通知》（公通字[]号的要求，全面落实生产备案、销售登记制度，按规定填报《管制刀具制造企业备案登记表》、《管制刀具销售情况登记表》。对生产管制刀具的，要督促落实铸刻商标和编号管理；对经销管制刀具的，要督促落实实名登记制度和“三禁止两报告”制度（即对行为异常、精神异常和未成年人等三类人员禁售，对行为异常、精神异常人员购买管制刀具及时向公安机关报告）。对不按规定登记备案，没有铸刻商标或者号码，不按规定建立购销制度，向不符合配带使用条件的单位或个人销售匕首、三棱利刀的，要依法责令整改，没收制造、销售的管制刀具；情节严重的，由工商部门吊销其营业执照。

（二）严查非法携带管制刀具行为。

1、指导机关、团体、企事单位及幼儿园、学校等单位的保卫机构，建立禁止携带刀具入内的安全制度，保卫人员、保安对可疑人员要仔细盘查，对不听劝阻、强行闹入的带刀可疑人员要采取措施控制，并及时报告公安机关处理。

2、要指导帮助展览馆、影剧院、游乐场、运动场，或者大型群众性活动举办场所等公共娱乐场所配备使用安检设备，严查携带刀具的不法行为。

3、汽车站要配备好安检人员，在进行易燃、易爆、剧毒等危险化学物品上车检查之时，也要加强对管制刀具的检查，严禁携带管制刀具乘坐公安车。

4、公安机关要采取日常检查和突击检查相结的方法，适时组织开展统一联合行动，重点加强对学校周边、外来人员聚居区、风景旅游区、小商品批发市场、商场、夜市、网吧、歌舞厅、银行、车站、码头、城郊结合部等重点场所部位的巡逻检查，集中清理非法生产、销售管制刀具的小作坊、摊点等治安乱点，及时发现并清除隐患。要全面加强社会面的治安巡逻和查控工作，要加大对上访人员、精神异常人员、流浪乞讨人员，社会闲散人员等重点人员的盘查力度，对其随身携带的物品进行开包检查，彻底收缴其非法携带的管制刀具。

（三）切实做好高危人群的管控工作。

各基层派出所要将辖区内上访人员始终纳入管控视线，及时做好疏导化解工作；对辖区内精神病人，要加强对其监护人的宣传教育，在做好病人看护的基础上，注意保管好家中刀具，避免出现持刀肇事肇祸问题；配合学校加强问题未成年学生的法制教育，适时开展有针对性的“禁止刀具进校园”宣传活动，教育广大在校学生自觉抵制持有、携带刀具的不良行为。

（四）严格依法查处。

对非法携带管制刀具的，要依照《治安管理处罚法》的规定予以查处，对携带管制刀具进入公共场所或乘坐公共交通工具的，要依法从重处罚。对少数民族人员非法携带、销售藏刀、腰刀，靴刀等行为的，要依法严肃查处。对持刀械斗、行凶杀人、抢劫等严重犯罪的依照《刑法》有关条款处理。

（五）建立责任倒查制，严格规范执法人员的行为。

为了切实增强管制刀具管理工作的责任感，防止出现走过场，消极应付的现象发生，公安机关要组织牵头落实各项责任，建立责任倒查制度，把管制刀具查缴工作纳入目标管理考核，对因不作为，失职渎职造成严重恶性涉刀事件的，要严格追究有关责任人员的责任。

（六）加强宣传教育，营造良好的社会氛围。

各单位、各部门要充分利用各种新闻媒体，采取发放宣传手册、张贴宣传挂图，集中展示典型案等群众喜闻乐见的方式，使广大社会民众充分了解管制刀具的社会危害性及国家有关法律法规，自觉做到不购买、不携带、不使用，切实提高广大人民群众遵守法律的自觉性。要深入走访全县所有生产、销售刀具企业，面对面地进行法制宣传教育，组织开展以“自我管理，自我教育、自我服务”为主要内容的行业自律工作，确保行业主体责任的落实。

四、工作要求

（一）在管制刀具管理、查缴过程中要严格依法办事，要严格按管制刀具认定标准执行，不得随意扩大查缴范围。

（二）查缴工作从现在开始，到今年年底结束。

刀具范文篇6

0．前言

金刚石膜具有硬度高、耐磨损，摩擦系数小，导热性好等特点，是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。人造金刚石膜的刀具分为两种类型：金刚石膜涂层刀具，金刚石膜焊接刀具。粘结力较弱是金刚石涂层刀具最突出的问题。粘结力较弱的原因有两个：一是化学气相沉积（CVD）附口过程中，产生很大的热应力；二是基体材料存在着许多降低接头强度的因素。近年来，利用生长基体金属同金刚石膜的热膨胀系数相差较大粘附强度低，在基体上沉积金刚石膜，随着基体的冷却，金刚石膜自动脱落，得到独立的金刚石厚膜。文献采用等离子体时流CVD法在Mo基体上沉积金刚石膜，获得独立的金刚石厚膜（0.3-1.3mm）。利用这种膜与刀体材料焊接帘（备切削刀具兼有单晶金刚石刀具和金刚石薄膜涂层刀具的优点，是一种应用前景极为广阔的新型刀具。

1.金刚石厚膜焊接刀具的制造方法

1-1金刚石厚膜的成型

由于金刚石厚膜硬度高，耐磨性好、而且不导电。所以常见的机械切削、线切割、超声波加工等工艺方法均不适用于金刚石厚膜的切割加工，常用的方法是激光切割。激光切割不仅能将金刚石厚膜切割成所需要的形状和尺寸，还能直接切出刀具的后角和修正厚膜表面。一般金刚石车刀的前角以0°为标准，根据需要可在+5°的范围内选取。在强调车刀的耐磨性和尖刀强度的情况下。也可以采用负前角（-20°左右）。负后角一般以5°为标准，根据使用条件可在2.5~10°范围内选取。由前刀面和后刀面构成的锲角在85°以上，可得到高精度的刀尖。

1-2刀体材料的性能和焊接

作为刀体材料尽管在切削加工中不与被切削体直接接触，但由于基体要对金刚石膜起支撑作用，因此要求其具有较高的刚性，热膨胀系数与金刚石膜相近以及良好的焊接性等。目前常用刀具材料有硬质合金（YG3、YG6、YG8等）、陶瓷（Si3N4、A12O3等）、CBN、高速钢等，硬质合金是最有发展前途且目前研究最多的刀体材料。硬质合金是理想的基本材料，它的硬度高，又因其为烧结体，红硬性更好，室温下硬度一般在HRA83~93之间；500℃以下硬度保持不变。抗压强度最高可达到6000MPa，一般为3400~5600MPa；室温抗弯强度在750~2500MPa之间，弹性模量高，通常为（4~7）×105MPa；室温下刚性较好，无明显塑变，对金刚石膜可起很好的刚性支撑作用。

金刚石厚膜与刀体材料的连接主要有方法两种：金刚石表面金属化钎焊法和活性钎料焊法。前者是利用表面处理技术（如离子束溅射等），在金刚石表面镀覆金属（如Ti、Cr等），使其表面具有金属或类金属的性能。金属化的金刚石膜表面对Ag-Cu基针料具有良好的可焊性，可采用金属间针焊工艺焊接。这种方法需进行金刚石膜表面金属化处理，增加了制备难度。活性钎料焊接法则是在针料中加入适量的能与金刚石膜表面碳原子反应生成碳化物的元素，利用针焊过程中碳化物形成元素对金刚石膜待焊表面的活化作用，使针料润湿金刚石膜实现其钎焊过程。

1-3刀体与基体金属的连接

将得到的金刚石厚膜硬质合金复合刀片连接到基体金属上，其连接方法大致有以下几种：⑴钎焊⑵机械加固⑶树脂粘接剂连接⑷热装压入。其中，钎焊的办法使用最多。钎焊金刚石厚膜/硬质合金复合刀片使用的钎料就强度来说，一般使用铜基针料、银基针料等。但考虑到防止氧化的焊接裂纹以减少金刚石向石墨转化的趋势，尽可能的使用低熔点的钎料为好，主要是使用硬质合金针焊专用的银基针料。为了更好地保护金刚石不向石墨转化，最好也是在真空或惰性气氛条件下针焊。

1-4金刚石厚膜刀具的刃磨

金刚石厚膜刀具的刃磨方法主要有机械磨削（包括金刚石砂轮磨削和金刚石粉研磨）。热金属盘研膳，激光束、离子束加工和等离子体刻蚀等。用金刚石粉研磨效率低，金刚石砂轮磨削效率高，并可采用不同粒度的砂轮进行粗加工，是金刚石厚膜刀具获得较好的表面光洁度。热金属盘研磨是在高温条件下，利用铁族元素与金刚石反应使金刚石石墨化的原理除去金刚石。用此种方法研磨表面粗糙度可达镜面水平。用激光对厚膜表面进行光整加工，加工效率很高但加工表面质量不高，只适合于粗加工和半精加工。

2、活性钎料成分选择

活性钎料钎焊法钎焊金刚石与硬质合金所用的活性钎料，除要考虑钎料对金刚石膜与硬质合金的润湿条件，还必须考虑接头应力和真空加热条件下钎料成分的状态对钎焊过程的影响。

2-1钎料中的基本成分

金刚石膜和硬质合金都是高硬度高钢性的材料，两种材料的线膨胀系数也有一定的差别，两者钎焊界面会产生很大的内应力，可能造成金刚石膜开裂和连接界面分离。因此钎料的成分必须在保证强度的条件下，应具有一定的变形能力。Ag-Cu合金不但有较好的强度及对硬质合金能很好的湿润，同时Ag-Cu面心立方的晶格结构使其固浴体合金具有很好的塑性。所以，Ag-Cu合金是金刚石膜与硬质合金钎焊首选的基体成分。

2-2钎料中的活性成分

金刚石膜与一般金属及其合金之间有很高的界面能，致使金刚石膜不能被一般低溶点合金所浸润，润湿性较差。因此必须在钎料中加入一些强碳化物形成元素作为活性金属，以改善金刚石膜与硬质合金之间的润湿性。但添加强碳化物形成元素也存在一定的局限性，一方面加入过多的碳化物形成元素就有可能使金刚石膜与钎料间形成过厚的脆性化合物层，影响结合性能。另一方面为了控制钎料的熔点必须对钎料中的强碳化物形成元素友谊顶的要求，如Ti、Cr、Zr、V、B、Mo、W等，这些元素的溶点分别为：1672℃、1863℃、1865℃、1929℃、2300℃、2623℃、3387℃。相比较而言，Ti、Cr、Zr、V更适合一些。这些元素少量的加入Ag-Cu基钎料中，一般钎焊温度可控制在850℃左右，工艺性能较好。.

另外，在钎料中胸口少量的IN、SN等低熔点金属能有效地降低钎料的熔点，但过多则会产生脆化性化合物。同时金刚石膜与刀体材料的焊接是在真空状态下进行的，钎料中应避免含有MN、ZN等蒸汽压较高的易发挥元素。

上面分别从钎料的熔点、润湿性、蒸汽压、热膨胀，焊后是否生成脆性化合物等方面考虑了钎料中元素的选择。对活性钎料成分的选择需要综合考虑，钎焊金刚石厚膜所添加的强碳化物形成元素多种多样。目前国内外尚未见到商品金刚石焊料，一般由应用单位自行配制。有下列一些，Cu-10%Ti，Cu-15%Sn-3%Ti，Ag-15%Ti，Cu-30%Ag-5%Ti，Cu-15%Sn-2%Cr，Cu-1%V，Cu-Au，Ag-30%Cu-4%Ti，Ag-26.5%Cu-3%Ti等钎料成分可供选择。

3．结论

1.金刚石厚膜与硬质合金片之间采用钎焊的方法能有效地解决粘结力较弱的问题。

刀具范文篇7

应力锁紧式刀具夹紧技术是德国雄克公司研究开发的一种超高精度夹持刀具的先进技术，该项技术适用于加工中心、高精度镗铣床和柔性自动生产线等金属切削加工设备，用来夹持钻头、铰刀、铣刀等，可广泛应用于汽车制造、机械制造、模具加工等行业。根据应力锁紧式刀具夹持原理制造的超细型TRIBOS－SVL刀具加长杆和TRIBOS－S型刀具夹头，可以用在加工空间非常受限制的场合；根据这种夹持原理制造的TRIBOS－R型刀具夹头，外形粗壮，刚性好，具有高阻尼性能，减振性能好，不仅适用于精加工，而且也适用于大切削量的加工。

2.应力锁紧式刀具夹头

2.1TRIBOS－S型应力锁紧式刀具夹头

（1）工作原理

TRIBOS－S型应力锁紧式刀具夹头的工作原理如下：该夹头的夹持孔具有精确设计的轴对称特殊几何形状，在原始状态下，刀具无法插入夹持孔内；安装刀具时，使用专用加载器从外部对夹头夹持段加压，迫使夹持孔的形状在弹性变形的范围内变成圆孔，此时即可顺利地将刀具插入夹持孔内；然后松开加载器（即撤掉外部载荷），刀具就被夹头巨大的变形恢复力牢固地夹紧。同样，使用加载器也可以方便地从夹头中卸下刀具或更换刀具。

（2）性能特点

TRIBOS－S型应力锁紧式刀具夹头具有以下优良的技术性能：极高的夹持回转精度和重复夹紧精度（≤3μm）；极细的外径尺寸；稳定可靠的夹紧力；具有全封闭结构，无活动部件，无磨损，免维护；夹头夹持刀具后始终处于弹性变形状态，使用寿命长；使用加载器更换刀具迅速、方便；夹头对被夹持刀具的材料没有限制；采用完全对称的结构，适用于高速切削；可以显著改善刀具在切削加工中的受力状态，有效地提高切削加工的精度和工件表面质量。

（3）被夹持刀具所能传递的扭矩

TRIBOS－S型应力锁紧式刀具夹头直接夹紧刀具所能传递的扭矩见表1（表1中的数据是在大量实测数据的基础上考虑了一定的安全系数后给出的，被测刀具的刀杆精度等级为h6）。

表1TRIBOS－S型应力锁紧式刀具夹头直接夹持刀具所能传递的扭矩

刀具被夹部直径（mm）：3，4，5，6，8，10，12，14，16，18，20，25

传递的扭矩（Nm）：1.5，2.0，2.5，4.5，12，20，30，50，70，100，150，200

2．2TRIBOS－SVL刀具加长杆

TRIBOS－SVL刀具加长杆的工作原理和性能特点与TRIBOS－S型刀具夹头相同，它的夹持回转精度和重复夹紧精度≤3μm。标准系列的TRIBOS－SVL刀具加长杆有100mm和150mm两种长度，圆柱柄有12mm、20mm和32mm三种直径尺寸。与12mm圆柱柄配合的夹持孔径有3、4、5mm；与20mm圆柱柄配合的夹持孔径有6、8、10、12mm；与32mm圆柱柄配合的夹持孔径有14、16、18、20mm。非标系列的刀具加长杆可以根据具体的要求决定制造长度。TRIBOS－SVL刀具加长杆夹持刀具后所能传递的扭矩与TRIBOS－S型刀具夹头相同（见表1）。它可以和各种刀具夹头联合使用，解决干涉问题，代替昂贵易耗的非标刀具。

2．3TRIBOS－R型应力锁紧式刀具夹头

TRIBOS－R型应力锁紧式刀具夹头的结构与TRIBOS－S相比，TRIBOS－R加大了夹持段的外径，设计了特殊的减振空腔结构，空腔中注满了阻尼减振的热固性塑料，使刀具夹头的减振性能、刚性和夹持力都得到很大的提高，不仅可用于精加工，也可用于重切削加工。

与TRIBOS－S一样，TRIBOS-R型刀具夹头同样具有优良的技术性能：夹持回转精度和重复夹紧精度≤3μm；稳定可靠的夹紧力；能传递很高的扭矩；采用完全对称的结构，夹持器没有活动的部件，无磨损，免维护，经久耐用，适用于高速切削；用加载器快速方便的装夹和更换刀具；具有很好的刚性、优良的阻尼减振性能，可以提高切削加工精度，改善工件表面质量。

TRIBOS-R型刀具夹头的工作原理与TRIBOS－S类似。TRIBOS-R型刀具夹头直接夹持刀具后所能传递的扭矩见表2。（表2中的数据是在大量实测数据的基础上考虑了一定的安全系数后给出的；被测刀具的刀杆精度等级为h6）。

表2TRIBOS－R型应力锁紧式刀具夹头直接夹持刀具所能传递的扭矩

刀具被夹部直径（mm）：6，8，10，12，14，16，18，20

传递的扭矩（Nm）：8，12，20，40，80，120，180，240

3．应力锁紧式刀具夹头的动平衡特性

应力锁紧式刀具夹头的动平衡是按照德国工业应用研究组织AIF推荐的动平衡指标：

SK40，SK50―G6.3/15000r/min；BT40,BT50―G6.3/15000r/min；HSK-A32-63―G6.3/15000r/min；HSK-A80-100－G6.3/12000r/min；HSK-C32-63－G6.3/15000r/min；HSK-C80-100－G6.3/12000r/min；HSK-E32-63－G6.3/30000r/min。

如果有更高的转速要求，经过更精细的动平衡，可以使TRIBOS－S型刀具夹头和TRIBOS－SVL刀具加长杆适用于85000r/min的工作转速，TRIBOS－R型刀具夹头适用于55000r/min的工作转速。在德国达姆施塔特生产技术和切削机床研究所进行的测试中，雄克公司的应力锁紧式刀具夹头在200000r/min的转速下仍能保持良好的力学性能。

4.应力锁紧式刀具夹头的接口型式和夹持直径

应力锁紧式刀具夹头的接口是指刀具夹头上与机床主轴连接的部位，为了在多种机床上都能使用，刀具夹头的接口有多种型式，常用的有：符合德国工业标准DIN69871的SK型，符合日本工业标准JISB6339的BT型,符合德国工业标准DIN69893的HSK型。TRIBOS－S型刀具夹头直接夹持刀具的最小直径为3mm，最大直径为25mm；TRIBOS－R型刀具夹头直接夹持刀具的最小直径为6mm，最大直径为20mm。应力锁紧式刀具夹头也可与减径套配合使用，实现一只刀具夹头夹持多种直径的刀具。减径套的外径有12mm和20mm两种尺寸。使用外径12mm的减径套,可以夹持直径为3、4、5、6、8mm的刀具；使用外径为20mm的减径套,可以夹持直径为6、8、10、12、14、16mm的刀具。

5.TRIBOS装刀加载器

用TRIBOSSVP－2型装刀加载器装卸刀具时，将夹头或加长杆夹刀一端按规定方向插入加力套，然后连同过渡套一起装入加载器的加压孔中，关闭卸压阀，手压加压手柄，使压力表的读数上升至规定的值，这时即可轻松地将刀具插入夹持孔内。松开卸压阀，刀具即被夹紧。卸刀也按同样步骤进行。装刀或换刀过程可在30秒内完成。该装刀加载器对硬质合金刀具、高速钢刀具均可装可卸。

刀具范文篇8

1.1刀具长度补偿在数控加工中的作用

数控加工中，根据加工工件要求而需要通过换刀指令选择不同刀具进行加工时，刀具长度会发生变化。刀具长度的变化使得非基准刀位点起始位置与基准刀位点起始位置不重合，此时必须对刀具长度变化做出适当处理，避免零件报废或撞刀问题的发生。刀具长度补偿既是为了避免此类问题发生而引入的概念，同时长度补偿也是提高编程及加工效率的关键点。刀具长度补偿使刀具在垂直于走刀平面（比如G17，XY平面）的方向上偏移一个刀具长度修正值，因此在数控编程过程中，一般无须考虑刀具长度。也就是说，每一把刀的长度都是不同的，刀具的长度补偿只是和Z坐标有关。刀具长度补偿由两种方式，一种是用刀具的实际长度作为刀长的补偿，另一种采用刀尖在Z方向上与编程零点的正负距离值作为补偿值。在具体的应用中，刀具长度补偿还应用于不同规格刀具或刀具磨损后的调整，利用刀具长度补偿指令补偿刀具的变化，避免了重新调整刀具或重新对刀带来的工作量增加，提高了加工效率。

1.2刀具半径补偿在数控加工中的作用

在数控加工过程中以“刀具相对于工件运动”为原则，不考虑刀具大小在编程后所引起的、由刀具半径值所产生的过切现象。因此需要在编程时引入刀具半径补偿，根据实际刀具大小按照工件轮廓使刀具自动偏离轮廓一个刀具半径，避免多切问题的发生。根据数控加工中对精度、效率及质量的需求，数控编程及操作人员应正确掌握刀具半径补偿的概念及应用方法。通过合理设置刀具半径补偿值，保障加工精度。刀具半径补偿应利用理论轮廓编程，通过预先设定偏置参数实现加工目标。刀具半径补偿概念的应用能够在编程过程中不考虑太多刀具直径大小问题，进而提高编程效率。刀具半径补偿一般情况下只是用于铣刀类刀具，在根据工件尺寸编程后，将刀具半径作为半径补偿值放在半径补偿储存器中，在此后的加工中无论更换铣刀还是进行粗精加工转换，只要更改刀具半径补偿值即可。由此可见，刀具半径补偿的应用能够极大的降低数控加工中的编程工作量及计算工作量，利用刀具补偿实现加工效率提高的目的。

1.3刀具补偿在数控加工中的技巧

在刀具补偿概念应用中，需要正确掌握刀具补偿的使用技巧，以此实现提高工作效率的目的。在刀具长度补偿指令的使用中，应首先掌握正负补偿及偏置量的确定技巧。正负补偿量要根据Z轴的方向确定，如刀具刀位点在编程原点Z坐标正方向，则使用负补偿（G44）。在补偿功能代号H后的两位数字表示的刀具补偿寄存器地址中存放刀具长度的补偿值，以主轴轴端中心作为起刀点，以刀具离轴端伸出长度为H中的偏置量。这样能够避免指令使用错误带来的加工事故，实现刀具补偿应用目的。在刀具长度补偿指令中刀具位置发生变化时，应将坐标的变化转化为工件坐标系的变化，也就是将工件坐标系和刀具一起沿Z轴方向移动一个刀具长度补偿值，重新建立一个新的坐标系，再将加工程序中的Z坐标值放在新的工件坐标系中，通过这样的方式简化刀具长度补偿中的繁琐计算，提高编程效率。在刀具半径补偿的应用中，应对刀具半径补偿功能、刀具选择以及刀具路径确定等进行分析，利用“少吃快走”工艺，提高加工效率。另外，加工中还应改变思维方式，利用刀补参数寄存器常量改变量的方式，加工典型工件，实现提高加工效率的目的。具体的刀具半径补偿应用技巧需要数控加工人员在实际的加工中，根据工件的实际情况及经验进行总结与分析，提高刀具半径补偿概念的利用率。

2刀具补偿应用中的注意事项

在数控加工中的刀补功能使用中，需要注意以下几点。首先建立及取消刀补时，刀具必须在刀补平面内运动。其次启用刀具补偿时，必须了解刀具运动方向，避免加工方向错误造成的工件废品。另外在刀具补偿指令应用中必须采用先下刀后建立刀补、抬刀后取消刀补程序的方式，避免刀补信息不足、程序无法计算等问题的发生，避免抬刀前取消刀补产生的零件报废问题。最后抬刀后取消刀补，这样刀具远离工件，避免刀具多切现象的发生。针对刀具补偿应用中的常见问题及生产安全事故原因，掌握科学的刀具补偿应用方法，实现刀具补偿应用目标。

3结论

刀具范文篇9

1.1切刀（齿刀，刮刀）

切刀是软土刀具，布置在刀盘开口槽的两侧，其切削原理是盾构机向前推进的同时，切刀随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向（沿隧道前进方向）剪切力和径向（刀盘旋转切线方向）切削力，在刀盘的转动下，刀刃和刀头部分插入到地层内部，不断将开挖面前方土体切削下来。切削刀一般适用于粒径小于400mm的砂、卵石、粘土等松散体地层。

1.2先行刀（超前刀）

先行刀是先行切削土体的刀具，超前切刀布置。先行刀在设计中主要考虑与其它刀具组合协同工作。先行刀在切刀切削土体之前先行切削土体，将土体切割分块，为切刀创造良好的切削条件。先行刀的切削宽度一般比切刀窄，切削效率较高。采用先行刀，可显著增加切削土体的流动性，大大降低切刀的扭矩，提高切刀的切削效率，减少切刀的磨耗。在松散体地层，尤其是砂卵石地层先行刀的使用效果十分明显。

1.3贝型刀

贝型刀实质上是超前刀，盾构机穿越砂卵石地层，特别是大粒径砂卵石地层时，若采用滚刀型刀具，因土体屑松散体，在滚刀掘进挤压下会产生较大变形，大大降低滚刀的切削效果，有时甚至丧失切削破碎能力。将其布置在刀盘盘圈前端面，专用于切削砂卵石。

1.4中心刀（鱼尾刀、双刃或三刃滚刀、锥形刀、中心羊角刀）

在软土地层掘进时，因刀盘中心部位不能布置切刀，为改善中心部位土体的切削和搅拌效果，可在中心部位设计一把尺寸较大的鱼尾刀（羊角刀），一般鱼尾刀超前600mm左右。鱼尾刀的设计和配置方式如下：其一让盾构分两步切削土体，利用鱼尾刀先切削中心部位小圆断面土体，而后扩大到全断面切削土体，即将鱼尾刀设计与其它切刀不在一个平面上，即鱼尾刀超前切刀布置，保证鱼尾刀最先切削土体；其二是将鱼尾刀根部设计成锥形，使刀盘旋转时随鱼尾刀切削下来的土体，在切向、径向运动的基础上，又增加一项翻转运动，这样既可解决中心部分土体的切削问题和改善切削土体的流动性和搅拌效果，又大大提高盾构整体掘进效果。

在纯硬岩地层掘进时，到盘中心位置布置双刃或三刃滚刀。

1.5仿形刀（或超挖刀）

盾构机一般设计两把仿形刀(一把备用)，布置在刀盘的边缘上。施工时可以根据超挖多少和超挖范围的要求，从边缘径向伸出和缩回仿形刀。仿形刀伸出最大值一般在70～150mm之间。盾构机在曲线段推进、转弯或纠偏时，通过仿形超挖切削土体创造所需空间，保证盾构机在超挖少、对周边土体干扰小的条件下，实现曲线推进和顺利转弯及纠偏。

滚刀超挖刀柱形超挖刀

1.6滚刀和刮碴板

在纯硬岩地层掘进时，采用滚刀破岩。滚刀破岩的原理是依靠刀具滚动产生冲击压碎和剪切碾碎的作用达到破碎岩石的目的。滚刀的类型、数量、布置方式、位置、超前量根据岩层的强度和整体性、掘进距离、含砂量等特点确定。穿越松散地层但有大粒径的砾石(粒径大于400mm)、并且含量达到一定比例时，也可采用滚刀型刀具。在隧道地质条件复杂多变、岩石(强度不算太高)与一般土体(或粘土或砂土)交错频繁出现的情况，也有可能采用滚刀型刀具，即在复合式盾构机中采用。

1.6.1滚刀分为齿形（球齿、楔齿）滚刀和盘形滚刀

1.6.2滚刀刀圈的材质是滚刀能否胜任掘进硬岩的关键。盘形滚刀根据刀圈不同一般有以下4种类型

(1)耐磨层表面刀圈：适用于掘进硬度40MPa的紧密地层，硬度80～100MPa的断裂砾岩、砂岩、砂粘土等地层。

(2)标准钢刀圈：适用于掘进硬度50～150MPa的砾岩、大理石、砂岩、灰岩地层。

(3)重型钢刀圈：适用于掘进硬度120～250MPa的硬岩，硬度80～150MPa的高磨损岩层，如花岗岩、闪长岩、斑岩、蛇纹石及玄武岩等地层。

(4)镶齿硬质合金刀圈适用于掘进硬度高达150～250MPa的花岗岩、玄武岩、斑岩及石英岩等地层。

1.6.3刮碴板的作用是将滚刀破碎的岩碴，及时排出，防止滚刀对岩碴的二次破碎，保护滚刀。前刮碴板主要铲装刀盘前方的落碴，铲装量大，磨损较快，后刮碴板主要铲装下护盾推进中从隧道底部堆积起来的碴石，铲装量小，磨损较小。

2刀具配置方式

刀具的布置方式需要充分考虑工程地质情况，进行针对性设计，不同的工程地质特点，采用不同的刀具配置方案，以获得良好的切削效果和掘进速度。根据地质条件特点，可以大致分为四种地层：软弱土地层；砂层、砂卵石地层；风化岩及软硬不均地层；单纯的纯硬岩地层。

2.1软弱土地层如南京、上海、杭州等地，其地质条件主要以淤泥、粘土和粉质粘土为主，在软弱土地层一般只需配置切削型刀具，如：切刀、周边刮刀、中心刀、先行刀和超挖刀。以南京地铁盾构为例，刀盘采用面板式结构，装有1把鱼尾形中心刀，120把切刀，16把周边刮刀及1把仿形刀。切刀安装在开口槽的两侧，覆盖了整个进碴口的长度。刮刀安装在刀盘边缘。由于刀盘需要正反旋转，因此切刀的布置也在正反方向布置，为了提高切刀的可靠性，在每个轨迹上至少布置2把。在周边工作量相对较大，磨损后对盾构切口环尺寸影响较大，在正反方向各布置了8把刮刀。考虑到刀盘的受力均匀性，刀具布置具有对称性。刀具安装采用螺栓固定，便于更换。在切刀或刮刀的刃口和刃口背面镶嵌有合金和耐磨材料，以延长刀具的使用寿命，切刀的破岩能力为20MPa，可以顺利地通过进出洞端头的加固地层。

2.2砂层、砂卵石地层如北京、成都其地质条件主要以砂，卵石地层为主，如遇到粒径较大的砾石或漂石，应配置滚刀进行破碎。在砂层、砂卵石地层施工时，需设置（宽幅）切刀、周边刮刀、先行刀（重型撕裂刀）、中心刀、仿形刀等刀具。切刀是主刀具，用于开挖面大部分断面的开挖；周边刮刀也称保径刀，用于切削外周的土体，保证开挖断面的直径；先行刀在开挖面沿径向分层切削，预先疏松土体，降低切刀的冲击荷载，减少切削力矩，同时重型撕裂刀用于破碎强度较低和粒径较小的卵石和砾石；中心刀用于开挖面中心断面的开挖，起到定心和疏松部分土体的作用；仿形刀用于曲线开挖和纠偏。滚刀用于破碎粒径较大的砾石或漂石。

2.3风化岩及软硬不均地层如广州、深圳，上软下硬、地质不均的复合地层，且局部岩石的单轴抗压强度较高（150-200Mpa），除配置切削型刀具外包括宽幅切刀、先行刀，还需配置滚刀，因而刀盘结构相对复杂。对于岩层首先通过滚刀进行破岩，且滚刀的超前量应大于切刀的超前量，在滚刀磨损后仍能避免切刀进行破岩，确保切刀的使用寿命。在曲线半径小的隧道掘进时，为了保证盾构的调向和避免盾壳被卡死，需要有较大的开挖直径，因此刀盘上需配置滚刀型的仿形刀（或超挖刀）。

2.4单纯的纯硬岩地层如秦岭1线隧道，隧道断面范围内以混合片麻岩和混合花岗岩两种岩石为主，刀具全部选用滚刀，无任何齿刀。有时，在刀盘面板周边开口处配备刮碴刮刀板。

3刀具配置的差异性

在复合地层施工中，刀具配置的差异性主要表现在滚刀和先行刀的配置数量和刀具的高度、组合高度差等方面。例如，海瑞克公司刀盘滚刀和固定先行刀高出面板175mm和140mm，三菱公司刀盘滚刀和固定先行刀高出面板90mm和70mm。两种刀具的高差为35mm和20mm，前者的设计较好，具体表现为刀具高对防止泥饼的形成有利，高度差大有利于破岩。滚刀的刀间距过大和过小都不利于破岩，间距过大，滚刀间会出现“岩脊”现象，间距过小，滚刀间会出现小碎块现象，降低破岩功效。在复合地层中周边滚刀的间距一般小于90mm，正面滚刀的间距为100～120mm（参照国内外施工实例，岩石强度高时，滚刀的间距应控制在70～90mm的范围内比较合理）。

4复合地层中刀具配置的“矛盾”现象

硬岩地层只需滚刀，但有时必须安装切刀（或刮碴板），切刀在破硬岩过程中几乎没有作用，由于贯入度和高度差的原因，产生瞬间冲击荷载，切刀被磨平或被崩断。在复合地层中，有些砂、卵石地层或同一断面中有硬岩和软岩，所以刀盘必须配备切刀和先行刀以对应非硬岩的需要。同理，在软岩和软土地情况下，本不需安装滚刀，但在由于可能存在部分硬岩，又必须安装滚刀，导致滚刀严重损坏，失去破岩功能。

5砂卵石地层中（尤其含大直径漂石）长距离隧道掘进的工况下，刀具配置新的设计理念和思路

北京地铁9号线06标段，盾构单线隧道长度约为1238m，地层主要为卵石层、圆砾层、强风化～中风化砾岩层、强风化粘土岩，局部为粉质粘土层和细砂层。开挖面围岩不稳定，粘土岩和强风化砾岩的单轴抗压强度为0.3～2.0Mpa，为极软岩。详勘报告中推测大于400mm粒径卵石含量为15%～40%，隧道附近基坑内有1500×2000mm漂石，不排除有粒径更大的漂石存在，且随机分布。随机取样卵石和砾石的单轴抗压强度为120～187Mpa，石英和长石含量为70%～95%。

盾构厂家针对本标段的地层在刀具配置方面提出了新的设计理念和思路。为了使刀具能够充分发挥作用，盾构机设计使用了3130mm大直径轴承，配备了1200kw的驱动动力，使刀盘的托困扭矩为774t.m，转速可达0～3.2rpm，同时在刀盘面板和周边焊接碳化铬超硬耐磨板和耐磨网。刀具布置方面（初步预案），开口槽密排宽幅切刀100把（带耐磨合金头）、面板上配备大横断面高耐磨双层碳化钨重型撕裂刀（先行刀）31把、刀盘外周和边缘位置配备双刃(17”)滚刀10把，中心锥形刀1把。滚刀和重型撕裂刀采用刀盘后装式，可通过刀盘内的转接箱方便地进行拆卸、互换。

刀具的破岩原理，利用刀盘高速转速产生的冲击惯性能量，通过滚刀和大横断面重型撕裂刀进行卵石、砾石和漂石的刀盘前“锤击”破碎。但由于是在软岩地层中掘进，卵石、砾石和漂石在基岩内不能被固定，不能提供给滚刀足够的转动力矩和滚刀切岩的支撑力，导致滚刀破岩失效。

6刀具配置设计时应考虑的因素

6.1实际施工时会遇到各种复杂地层，地质资料提供的只是部分的钻探资料，不能完全准确反映实际地质情况，因此在进行刀具配置设计时必须考虑对地质进行充分的分析和研究，刀具配置要有一定的富余和能力储备；

6.2不同的工程地质需配置不同的刀具，软土地层只需配置切削型刀具；砂卵石地层除配置切刀外，还需配置先行刀；风化岩及软硬不均地层除配置切削型刀具外，还需配置先行刀、滚刀；在复合地层中，要保证不同种类刀具相互可换性；

6.3刀具配置要覆盖整个开挖断面，为保证刀盘受力均衡，运转平稳，刀具要对称性布置；切刀要正反方向布置，同时要确保每个轨迹有2把切刀；对切刀排列方式进行选择，整体连续排列或牙型交错排列；通过周边刀保证开挖直径；保证滚刀纯滚动，要考虑周边滚刀的安装角度，同时增加周边滚刀的数量；

6.4刀具安装通过螺栓固定或设计转接箱，便于安装、拆装、更换和修理方便；

6.5通过合理选择耐磨材料和合金镶嵌技术；对刀盘和开口槽进行耐磨处理；对加泥、加泡沫系统进行合理设计，减少刀具掘进磨损和冲击，提高刀具的耐久性，延长刀具的使用寿命；

6.6适应城市繁华地区施工的需要，综合合理选择刀具种类和尺寸，确定刀具的超前量、相互高差，尽可能减少刀盘旋转刀具切削土体过程对周边土体及环境的扰动，尽量使各种刀具磨损均匀，充分发挥各种刀具的切削性能；

6.7配备刀具磨损监测和报警装置，如液压式、电磁式、超声波探测式。

7结束语

刀具配置关系到盾构能否顺利掘进，必须根据地质状况认真研究分析。在盾构施工中合理的选取掘进参数（如总推力、刀具贯入度、刀盘转速、扭矩等），最大程度的延长刀具的使用寿命，减少换刀频率，降低施工中频繁换刀的风险，做好对刀具监控、分析、比较、摸索，总结刀具的使用经验，将结果反馈，指导施工。

[参考文献]

[1]竺维彬鞠世健.复合地层中的盾构施工技术.中国科学技术出版社

[2]MichaelA.DIPonioJayDee-Michels-JVDavidChapmanLachel,Felice&Associates

CraigBournesLovat,IncEPBTunnelBoringMachineDesignforBoulderCondition

刀具范文篇10

为使每次重磨后的刀齿刃形保持不变,并且具有适当的后角,常将成形铣刀、滚刀等成形刀具的后刀面在铲齿车床上用铲削(铲磨)的方法进行加工,此类刀具通称为铲齿刀具或铲齿成形刀具。由于铲齿刀具的结构所限,铲磨时不能采用大外径的铲磨砂轮,并需将齿背按比例做成二次铲削形式,否则将会发生铲磨干涉和齿背凸台现象。因此在铲齿刀具设计时,需要对所选取的刀具基本参数进行铲磨干涉校验。如果校验表明会发生铲磨干涉,就必须修改所选定的刀具结构参数,即刀具外径De、刀具端面齿数Zk、刀具容屑槽角θ;刀具加工工艺参数,即铲削量K、齿背铲磨长度Sz,或者铲磨砂轮外径Ds,再作校验,直至不发生干涉为止。在参数修改过程中,基本凭个人经验,铲磨砂轮的外径采用定值（60mm）,齿背铲磨长度也以比例形式(齿背铲磨部分的齿顶长度Sz与整个齿背的齿顶全长Sc之比p)固定取为1∶2或2∶3,效率低、主动性差、缺乏柔性,更没有考虑各参数间的合理配置,不符合优化设计的原则。本文在典型算例的基础上,以解析方式通过敏感性分析给出了基于无铲磨干涉时铲齿刀具基本参数确定的原则及合理次序。

2铲磨干涉校验的基本原理

铲磨干涉校验一般都是以刀具的端面投影图为基础进行的。如图1所示,当表示下一个刀齿前刀面上铲磨齿形最低点的b位于直径为Ds的铲磨砂轮外径圆上或圆内时,则表示会发生铲磨干涉,需要进行参数修改。由文献［4］中可以得出发生铲磨干涉时铲磨砂轮的最小外径（Dsg）min，即b点恰好位于Ds圆上时Ds所具有的临界值。（Dsg）min可用(1)式计算:

（1）

式中:xb、yb和xa、ya——b点和a点(齿底铲背曲线上的铲磨终止点)的直角坐标;

αa——a点法线与x轴的夹角。

当实际采用(或设计时拟采用)的铲磨砂轮外径Ds≥（Dsg）min时,需要重新选取更小的Ds或进行参数修改使（Dsg）min增大。由于结构上的限制,Ds不能任意小,通常具有一个下限（Ds）min,一般定为60mm。因此,无干涉的铲磨砂轮外径Ds应≥（Ds）min,且＜（Dsg）min,并应尽量接近（Dsg）min以提高铲磨效率和铲磨质量。若（Dsg）min≤（Ds）min,则只能采用参数修改的方法来避免干涉。

3典型算例的分析与研究

3.1典型算例的参数

<DIValign=center>

刀具外径端面齿数齿形高度容屑槽角槽底圆弧半径齿背形式后角一次铲削量二次铲削量铲磨长度比例发生铲磨干涉时的最小砂轮外径DeZkhθrαKK1p（Dsg）min90101025°1．75Ⅰ11．98°690．583．48

</DIV><DIValign=center>

3.2敏感性分析

根据表1的基本参数,采用单因素法,对各参数改变后对（Dsg）min变化的影响程度进行敏感性分析。分析采用变化幅值比和变化比值作为评价指标。变化幅值比为变化幅值与表1中所列的基本幅值之比,变化比值则为相关的变化幅值比之比。

图2给出了基本参数改变后（Dsg）min的变化情况。

由图2中可以看出:当De增加(变化幅值比为22．22％）时,（Dsg）min逐步增大(变化幅值比为84．81％,变化比值为3．82)；当Zk增加(变化幅值比为40％)时,（Dsg）min逐步减小(变化幅值比为256．64％，变化比值为6．42)；当θ增加(变化幅值比为68％)时,（Dsg）min逐步增大(变化幅值比为73．37％,变化比值为1．08)；当K增加(变化幅值比为83．33％)时,（Dsg）min逐步减小(变化幅值比为279．46％，变化比值为3．35);当p增加(变化幅值比为120％)时,（Dsg）min逐步减小(变化幅值比为719．56％，变化比值为6．00)。

按变化幅值比,p最大,其次分别为K和Zk,再后为De和θ。变化幅值比反映了在基本参数附近取值时的绝对变化状态,说明了参数对（Dsg）min的绝对影响。按变化比值,Zk最大,p次之,再其次分别为De和K,θ最小。变化比值说明了参数对（Dsg）min的客观影响程度。

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（a）De改变后（Dsg）min的变化情况

（b）Zk改变后（Dsg）min的变化情况（c）θ改变后（Dsg）min的变化情况

（d）K改变后（Dsg）min的变化情况（e）p改变后（Dsg）min的变化情况

综之,（Dsg）min对Zk和p的敏感性大,De和K次之,θ最小,这与实际情况相符。

3.3基本参数改变后对后角的影响

当De、Zk和K变化时,会对刀具后角α产生影响。由图3中可知,当De增加时,α逐步减小(变化幅值比为29．88％，变化比值为1．34);当Zk增加时,α逐步增大(变化幅值比为38.90%,变化比值为0.97);当K增加时,α逐步增大(变化幅值比为80.22%,变化比值为0.96),三者与α之间的变化关系基本呈线性,且增减趋势均与对（Dsg）min增减趋势相反。K的影响较大,Zk和De次之。

（a）De改变后对后角的影响（b）Zk改变后对后角的影响

（c）K改变后对后角的影响

4基本参数确定的原则及次序

(1)De在无严格要求时才可以适当改变,但变化幅度不能大,否则切削扭矩大,浪费刀具材料。De小幅变化时,对（Dsg）min和α的影响不是很大,可作为辅助修改参数。

(2)Zk的变化将会显著改变刀具结构,是最为重要的一个结构参数。在保证刀齿强度和重磨次数的条件下,应尽量取大值。在其它参数修改无效和难以修改时,减小Zk可以明显达到无干涉的目的。由此所引起的α的减小可通过其它参数的反向修改而补偿。

(3)θ的变化对（Dsg）min的影响不大,可作为对α有较高要求时的辅助修改参数。

(4)K对（Dsg）min的影响程度没有对α的影响程度大,只适合在对α变化要求不高的情况下采用。