CN105415053A - 一种用于机床加工的刀爪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于机床加工的刀爪，属于机械技术领域。它解决了现有的刀爪强度低的问题。本用于机床加工的刀爪包括：连接部；工作部，与连接部固连，工作部与连接部呈夹角设置且该夹角为钝角，在工作部远离连接部一端开设有用于安装刀具的半圆槽。本发明具有强度高且稳定性好的优点。

Description

一种用于机床加工的刀爪

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种用于机床加工的刀爪。

背景技术

伴随着加工件的日益复杂化、精度等级以及加工效率的提高，相应地，加工用的机床需要不断完善自身的条件，数控机床越来越受到青睐，已成为加工业中不可缺少的设备之一。刀库系统是某一部分数控机床中实现自动加工的重要组成部分，是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置。

刀库系统中的刀库可以储存多把不同型号、尺寸的刀具，以适应不同加工需求，刀具往往都是通过刀座、刀爪安装在刀库上，加工时可以根据需要选择工具，并通过刀库系统中的换刀机构进行换刀过程。

由于整个刀库系统在工作时需要不时地动作，因此需要保证刀具安装的稳定性，除了需要在刀库在输送刀具时确保刀具的平稳之外，还需要保证刀具的安装连接方面的稳定性，便于换刀机构进行换刀。

刀座往往安装在刀库上，刀爪与刀座相连，而刀具则安装在刀爪上，那么就需要对刀座、刀爪自身的结构以及强度有一定的要求，进而保证刀具的平稳性。但是现有的刀爪自身结构过于简单，连接强度不够，不利于刀具的稳定性。

综上所述，为解决现有刀爪结构上的不足，需要设计一种设计合理、强度高且稳定性好的用于机床加工的刀爪。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设计合理、强度高且稳定性好的用于机床加工的刀爪。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于机床加工的刀爪，包括：

连接部；

工作部，与连接部固连，所述工作部与连接部呈夹角设置且该夹角为钝角，在工作部远离连接部一端开设有用于安装刀具的半圆槽。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，在工作部远离连接部一端对称设置有两支臂，两支臂合围形成上述的半圆槽，每个支臂上均开设有卡孔且两卡孔同轴设置，每个卡孔内均插固有卡固件。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述卡固件部分穿出对应卡孔并与刀具紧密贴合设置，所述卡固件采用弹性材料制成。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，在半圆槽的边沿设置有倒角。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，在连接部远离工作部一端对称设置有两连接臂，每个连接臂上均开设有安装孔且两安装孔同轴设置。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述连接部与工作部连为一体且在连接部与工作部的连接处开设有凹槽。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，在连接部面朝工作部一侧设置有固定台阶，在固定台阶上开设有固定孔。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，在工作部面朝连接部一侧开设有若干螺纹孔。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述连接部的材料为铝合金材料，该铝合金材料由以下重量份数成分组成：Al：110-150份，Si：0.1-0.45份，Fe：0.46-0.65份，Cu：4.5-8份，Mn：0.45-0.8份，Mg：15-25份，Cr：1.8-4.5份，Zn：1.5-2.3份，Ti：0.8-1.3份，Zr：2.5-3.8份，PbS：1.5-3份，稀土元素：15-28份。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，其密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，且塑性好，可加工成各种型材，具有优良的抗氧化性。其中，Al-Mg-Si系合金具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性，但是其强度略显不够，影响成品的表面质量。

因此，本发明优选采用Al-Mg-Si系合金制备连接部，但是，本发明在该铝合金的基础上，先对铝合金的组成成分及其重量份数进行了上述的调整，以获得综合性能更好的铝合金材料。

本案在Al-Mg-Si系铝合金组成成分及其质量百分比的基础上，提高了Cu元素、Mg元素以及Zn元素的含量，并优选将(Cu元素+Mg元素)/Zn元素的质量比控制在13-14.3，使Cu元素能配合Zn元素使铝合金材料获得高强度、强耐蚀性和较好的塑性等性能，Cu元素和Al元素在合金中能形成足够量的强化相CuAl2，同时Mg元素和Zn元素在合金中能形成足够量的强化相MgZn2，进一步提高铝合金材料的强度。

在本案中，还进一步减少了Si元素和Fe元素的含量，减少合金中难溶或不溶的AlFeSi等脆性相的存在，从而有利于进一步提高本发明铝合金材料的断裂韧性等性能。进一步的，在合金中还加入了能够细化晶粒的PbS，控制冷加工前的晶粒大小，有利于提高产品的疲劳强度。

此外，本发明在对铝合金的组成成分及其质量百分比的调整中，较为明显的是，本发明在Al-Mg-Si系铝合金的组成成分中添加了Zr元素和稀土元素。

其中：微量元素Zr有良好的可塑性和很强的耐腐蚀性，添加上述微量的Zr元素可以抑制再结晶，提高铝合金再结晶温度，改善铝合金的强度、断裂韧性、抗应力腐蚀以及抗剥落(或层状)腐蚀性能。

具体的，Zr元素与Al元素生成高密度的亚稳Al3Zr，高密度的亚稳Al3Zr细小弥散，是一种极为有效的强化弥散体和再结晶抑制剂，从而对合金再结晶行为具有抑制作用，以获得具有完全非再结晶组织的各类半成品，使变形过程中产生的高密度位错和纤维组织得以保留下来。而非再结晶组织的存在使合金半成品具有更优良的抗腐蚀性能，Al3Zr的强化弥散则有利于提高合金的断裂韧性和强度，因而Zr元素的添加可以有效改善铝合金的综合性能。

而由于本发明在铝合金材料中加入了适量的Zr元素，可以部分代替Cr元素和Mn元素，因此，本发明可以适当的降低了Cr元素和Mn元素的质量百分比。而降低Cr元素在铝合金材料中的含量可以降低AIFeCrSi相，提高合金中Mg2Si相的含量，从而也可以提高合金的强度。

在本案中，在铝合金材料中加入了稀土元素。稀土元素的加入不仅可以起到微合金化的作用，还能与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力，能生成熔点高的化合物，有一定的除氢、精炼、净化作用。同时，稀土元素化学活性极强，可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附，阻碍晶粒的生长，使晶粒细化，有变质的作用，从而提高铝合金的强度、硬度和韧性，改善加工性能、可塑性及可锻性。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述连接部的铝合金材料由以下重量份数成分组成：Al：120份，Si：0.2份，Fe：0.5份，Cu：6份，Mn：0.6份，Mg：20份，Cr：3份，Zn：1.8份，Ti：0.9份，Zr：3份，PbS：2份，稀土元素：23份。

上述铝合金材料的技术方案是连接部铝合金材料的优化技术方案，通过上述优化配比，本案中铝合金材料的强度、耐腐蚀性，表面质量更好。

作为本发明的进一步改进，所述稀土元素为La元素和/或Ce元素和/或Nd元素和/或Yb元素和/或Y元素和/或Sc元素。即是说，本案中增加的稀土元素优选为选自La元素、Ce元素、Nd元素、Yb元素、Y元素、Sc元素中的至少一种，使得组成的铝合金具有具有较好的机械性能和较好的成型加工性能。

相对于现有的铝合金而言，由于本案中铝合金材料合理的组成，更由于特定稀土元素的加入，使得由该铝合金材料获得了优异的高温抗氧化性能。

作为本发明的更进一步改进，所述稀土元素为Yb元素。经研究后，作为优选方案，在铝合金材料中添加Yb元素时，其铝合金的导热性能提高高达36％，而且该组成的铝合金的热膨胀系数也有所改变。进一步的，加入Yb元素后，会形成含Yb共格弥散相，基体保持形变回复组织，基体内未形成明显的亚晶组织，抑制了基体再结晶，提高了韧性。

具体的，未溶于基体的Yb主要以A1CuYb化合物形式存在，这些富稀土化合物多沿晶界分布，该富稀土化合物在300℃环境中能稳定存在于晶界，提高合金高温下晶界强度；而且Yb+Cr合金在热处理过程中还会析出一些弥散相粒子，这些弥散相含有Cr、Mn等元素，其中还有少量A120Cr2Yb粒子；弥散相在合金中起到弥散强化作用，既能阻碍合金中位错滑移，也能强化合金高温下晶界强度，对提高合金室温、高温力学性能均有贡献。

作为本发明的更进一步改进，所述稀土元素为Yb元素和Sc元素，且Yb元素的重量份数是Sc元素重量份数的1.5倍-2倍。

进一步的，为提高稳定性，经研究后，在铝合金材料中进一步添加Sc元素时，并且控制Yb元素和Sc元素的重量比为1.5-2，Sc元素能与铝反应形成Al3Sc相，在高温下仍与基体保持共格关系，有利于提高铝合金材料的韧性、强度等性能。而且，在合金中同时添加Sc和Zr元素，由于两者物理、化学性质相近，Zr元素能代替Al3Sc化合物中的部分Sc原子而形成Al3(Sc，Zr)化合物，不仅继承了Al3Sc化合物的全部有益的性质，而且稳定性更高。

作为本发明的又一种改进，所述连接部的制备方法如下：

按照上述连接部的组成成分及其重量份数配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣；

将上述除渣后的铝液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行浇注，使铝液在预设压射压力下凝固成型为连接部坯件，其中：上述的压射速度为120-150L/min，压射压力为90-110MPa；

将制成的连接部坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，上述后处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度为500-520℃，保温时间为13-15h。

上述连接部的制备工艺操作简单，易上手，成型后的连接部质量稳定。在最后，本发明对连接部坯件进行了最重要的表面处理，优选为等离子体微弧氧化处理，经过等离子体微弧氧化处理后得到最终成品，大幅度地提高了产品的表面硬度，超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度。此外，经等离子微弧氧化处理后的连接部在坯件原位生长陶瓷膜，结合牢固且致密均匀，具有良好的耐磨损性能和抗腐蚀性，有效解决了连接部在使用过程中易磨损及腐蚀的问题，提高了连接部的使用寿命。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述工作部由锰铁合金制成，所述锰铁合金由以下重量份数成分组成：铁100-300份，锰200-500份，硅50-80份，碳20-30份，碳化钛20-30份，钼10-20份，钪5-10份，镧5-10份。

铁粉和锰粉是锰铁合金的主要材料，两者需要进行过筛，确保铁粉和锰粉的颗粒度大致一致，当铁粉颗粒大小处于200-400目之间和锰粉颗粒大小处于300-400目之间时，铁粉与锰粉在真空烧结时能形成奥氏体，且碳包覆在铁原子上，隔绝氧气与铁原子的接触，当铁粉颗粒过大时，与锰粉无法烧结成合金或者烧结的合金极易断裂；当铁粉颗粒过小时，碳将很难包覆在铁原子上，铁原子极易被氧化或者腐蚀；同样当锰粉颗粒过大或过小时，与铁粉无法烧结成合金或者烧结的合金极易断裂。

锰铁合金中的层错是靠Shockley不全位错在滑移面上滑移形成的，而ε马氏体也是以层错形核，靠不全位错的扩展而长大，从晶体结构出发，根据位错运动理论，锰铁在本申请中的比例最佳。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述工作部锰铁合金材料的制备方法为：

将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处于300-400目之间；

将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；

真空干燥；

过筛；

500-700度真空烧结1小时，800-1000度真空烧结半小时，1100-1300度真空烧结半小时，1400-1500度真空烧结2小时。

在真空烧结时，逐步提升烧结温度，经球磨机混合后的粉体逐步升温，烧结出来的合金强度更大，脆性降低；若将球磨机混合后的粉体直接提温至1500度，将造成烧结的合金断裂，脆性明显加大。

铁粉过少，烧结的合金强度将降低，铁粉过多，烧结的合金脆性加大，强度降低；锰粉过多，合金强度降低，锰粉过少，合金脆性加大，强度降低；硅对合金起到脱氧的作用，大大降低了合金内的氧含量，硅过多，将导致合金的强度降低，硅过少，起不到脱氧的作用，合金耐腐蚀性能将大大降低；碳和碳化钛在球磨机中将与铁粉充分混合，在真空烧结时将包裹铁原子，隔绝铁原子与外界的连接，但又不破坏铁锰之间的金相，碳化钛起到加强硬度的作用，碳化钛过多，将破坏铁锰之间的连接，碳化钛过少，将无法达到加强硬度的作用；碳过多，将导致合金脆性增加，从而降低其强度；碳过少，将无法均匀包裹铁原子，导致耐腐蚀性大大降低；钼加强了碳化钛的作用，钼同时使锰铁合金晶粒细化，在高温时保持合金强度，钼过少，起不到上述作用，钼过多，将破坏碳包覆铁原子；钪用于改善锰铁合金的强度和硬度，钪过少则无法改善合金的强度和硬度，而钪过多，将破坏碳包覆铁原子，导致耐腐蚀性降低；镧增加合金的延展性，镧过少则无法改善合金的延展性，镧过多将破坏碳包覆铁原子，导致耐腐蚀性降低。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述卡固件由锡青铜合金制成，所述锡青铜合金主要由以下重量份数成分组成：Sn：10-20份，P：10-15份，Zn：5-10份，Al：0.03-0.06份，PbS：3.5-5.5份，B：0.2-1份，Ce：0.20-0.45份，Cu：85-95份。

本发明中卡固件采用锡青铜合金材料制成，其中P的含量较高，有利于提高疲劳强度、弹性与耐磨性；PbS的加入能够细化晶粒，控制冷加工前的晶粒大小，有利于提高产品的弹性模量以及疲劳强度等；B和稀土元素Ce的加入均能细化铅质点，使之分布均匀，以改善含铅锡青铜的组织、铸造和力学性能，除此之外，稀土元素Ce的加入还可以提高锡青铜的弹性性能，从而提高产品的质量。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述锡青铜合金主要由以下重量份数成分组成：Sn：15份，P：12份，Zn：7份，Al：0.05份，PbS：4.5份，B：0.6份，Ce：0.35份，Cu：90份。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，所述卡固件的制备方法如下：

按照上述卡固件的锡青铜合金组成成分及其重量百分比选择合金材料，将合金材料放入坩埚，快速加热至1400～1500℃进行熔炼，保温25～30min，使合金充分溶解；

将熔炼后的合金进行铸坯，在温度900～950℃，保温时间75～85min时对合金进行挤压；

合金冷变形加工；

在温度300～400℃下，进行多次退火；

合金拉伸处理；

将拉伸后的成品进行钝化处理，时间30～60s。

锡青铜合金常用作弹性元件，是不可进行热处理强化的铜合金之一，但是锡青铜合金具有良好的冷加工性，且热加工性良好，有足够的强度、弹性、耐磨性、抗磁性和抗微塑性变形能力。

因此，对锡青铜合金进行熔炼、铸坯之后，对锡青铜合金进行冷变形加工，强烈的冷变形能使合金内部组织结构和材料性能上产生各向异性，形成强化机理，然后进行退火工艺，去除因冷变形加工带来的内部组织应力，稳定组织和尺寸，使锡青铜合金获得足够高的强度性能和弹性性能。

钝化处理是将金属与氧化性介质发生反应，在金属表面生成非常薄的一层致密的、覆盖性能好且能坚固地附在金属表面上的钝化膜。从而把金属与腐蚀介质完全隔开，防止金属与腐蚀介质直接接触，使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果。

本发明中，对锡青铜合金进行钝化处理，能够进一步提高锡青铜合金的防腐蚀性。

在上述的一种用于机床加工的刀爪中，退火温度为360℃。

与现有技术相比，本发明设计合理，采用半圆槽以及卡固件的设置，能够将刀具卡固稳定，在转换刀具时不会发生松动，避免操作人员受到伤害；连接部与刀库上的刀座相连，确保刀爪自身的稳定性，进一步保证刀具的稳定性。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。

图2是图1另一视角的结构示意图。

图3是图1的部分结构示意图。

图4是本发明一较佳实施例的的剖视图。

图中，10、连接部；11、连接臂；111、安装孔；12、固定台阶；121、固定孔；20、工作部；21、半圆槽；211、倒角；22、支臂；221、卡孔；222、卡固件；23、螺纹孔；30、凹槽。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本用于机床加工的刀爪包括：

连接部10；

工作部20，与连接部10固连，工作部20与连接部10呈夹角设置且该夹角为钝角，在工作部20远离连接部10一端开设有用于安装刀具的半圆槽21。

现有用于机床的刀库大都是由通过刀座连接刀爪，再在刀爪上安装刀具而形成的环形的结构，但是由于现有的刀爪自身结构过于简单，连接强度不够，因此不利于刀具安装的稳定性。为此本发明设计了一种强度高且稳定性好的刀爪，便于后续刀具的安装。

连接部10，即是用于与刀座相连。安装时工作部20处于水平位置，连接部10与刀座相连，刀具则竖直安装在半圆槽21内。工作部20与连接部10之间呈钝角设置是为了方便刀爪与刀座相连。

优选地，在工作部20远离连接部10一端对称设置有两支臂22，两支臂22合围形成上述的半圆槽21，每个支臂22上均开设有卡孔221且两卡孔221同轴设置，每个卡孔221内均插固有卡固件222。

具体地，半圆槽21由两支臂22合围形成，刀具安装在半圆槽21内，实际上是两卡孔221内的卡固件222将刀具紧密贴合在半圆槽21内，刀具在半圆槽21内壁以及两卡固件222的压紧作用下稳定在半圆槽21内。

两卡孔221同轴设置，便于两卡固件222作用在同一直线上，使刀具处于一个稳定的状态，避免因力的方向不同而致使刀具发生转动，使刀具处于松动的状态的现象发生。

进一步优选地，卡固件222部分穿出对应卡孔221并与刀具紧密贴合设置，卡固件222采用弹性材料制成。由于卡固件222具有一定的弹性，在装入刀具后，卡固件222发生弹性形变，从而对刀具产生一个作用力，将刀具压紧在半圆槽21内。

进一步优选地，在半圆槽21的边沿设置有倒角211。倒角211的设置对刀具的装入有一定的导向作用，便于装入刀具，避免对刀具产生损伤，进而影响加工工作的进行

优选地，在连接部10远离工作部20一端对称设置有两连接臂11，每个连接臂11上均开设有安装孔111且两安装孔111同轴设置。

连接臂11的设置则是为了方便刀爪与刀座的连接，刀爪通过连接轴(图中未示出)与刀座相连，两安装孔111同轴设置则是便于连接轴的安装，连接轴穿过连接臂11上的安装孔111，将刀座以及刀爪连接在一起。

优选地，连接部10与工作部20连为一体且在连接部10与工作部20的连接处开设有凹槽30。将连接部10与工作部20组合在一起，从本质上提高刀爪自身的稳定性，从而保证对刀具的稳定性。

在保证刀爪稳定地情况下，开设凹槽30能够减少刀爪自身的重量，在刀库换刀工作时减轻工作负担，同时也能增强刀爪自身的强度，进一步保证刀具的稳定性。

进一步优选地，在连接部10面朝工作部20一侧设置有固定台阶12，在固定台阶12上开设有固定孔121。固定台阶12的设置是方便刀爪通过固定孔121与刀库其他零部件连接，同时台阶状的结构也能为对刀爪进行定位，进一步保证刀爪的稳定性。

优选地，在工作部20面朝连接部10一侧开设有多个螺纹孔23。螺纹孔23的开设是用于将工作部20与刀库进一步连接固定，从而增强刀爪的平稳性，利于加大对刀具的稳定性。

优选地，连接部10的材料为铝合金材料，该铝合金材料由以下重量份数成分组成：Al：110-150份，Si：0.1-0.45份，Fe：0.46-0.65份，Cu：4.5-8份，Mn：0.45-0.8份，Mg：15-25份，Cr：1.8-4.5份，Zn：1.5-2.3份，Ti：0.8-1.3份，Zr：2.5-3.8份，PbS：1.5-3份，稀土元素：15-28份。

表1：本发明实施例1-5制备连接部的铝合金材料的组成成分及其重量份数

实施例1：

按照上述表1中实施例1组成成分及其重量份数配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣；将上述除渣后的铝液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行浇注，使铝液在预设压射压力下凝固成型为连接部坯件，其中：上述的压射速度为120L/min，压射压力为110MPa；将制成的连接部坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，上述后处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度为500℃，保温时间为13h。

实施例2：

按照上述表1中实施例2组成成分及其重量份数配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣；将上述除渣后的铝液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行浇注，使铝液在预设压射压力下凝固成型为连接部坯件，其中：上述的压射速度为130L/min，压射压力为90MPa；将制成的连接部坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，上述后处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度为515℃，保温时间为14.5h。

实施例3：

按照上述表1中实施例3组成成分及其重量份数配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣；将上述除渣后的铝液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行浇注，使铝液在预设压射压力下凝固成型为连接部坯件，其中：上述的压射速度为140L/min，压射压力为100MPa；将制成的连接部坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，上述后处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度为510℃，保温时间为14h。

实施例4：

按照上述表1中实施例4组成成分及其重量份数配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣；将上述除渣后的铝液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行浇注，使铝液在预设压射压力下凝固成型为连接部坯件，其中：上述的压射速度为145L/min，压射压力为95MPa；将制成的连接部坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，上述后处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度为520℃，保温时间为15h。

实施例5：

按照上述表1中实施例5组成成分及其重量份数配料、熔炼，熔炼成铝液后进行扒渣、除气精炼，静置预设时间后进行除渣；将上述除渣后的铝液倒入压室内，在预设压射速度下填充进模具的型腔进行浇注，使铝液在预设压射压力下凝固成型为连接部坯件，其中：上述的压射速度为150L/min，压射压力为105MPa；将制成的连接部坯件依次经过后处理、表面处理后得到成品，其中：上述表面处理为等离子体微弧氧化处理，上述后处理包括均匀化退火处理，且均匀化退火处理的温度为505℃，保温时间为13.5h。

对比例1与实施例3的区别仅在于：对比例1的连接部采用普通Al-Mg-Si系铝合金材料制备得到。

对比例2与实施例3的区别仅在于：对比例2中制备连接部的铝合金材料中不含Zr元素。

对比例3与实施例3的区别仅在于：对比例3中制备连接部的铝合金材料中不含稀土元素。

对比例4与实施例3的区别仅在于：对比例5中制备得到的连接部没有经过表面处理(即等离子体微弧氧化处理)。

将上述实施例1-5和对比例1-4制成的连接部进行性能测试，测试结果如表2和表3所示。

表2：实施例1-5连接部性能测试结果

表3：对比例1-4连接部性能测试结果

从表2和表3可知，采用普通Al-Mg-Si系铝合金材料制成的连接部30和采用对比例2-3配方制成的连接部的综合性能均不及本申请。而从对比例4可知，铝合金材料制成的连接部不经过等离子体微弧氧化处理，由于铝合金材料本身的硬度(HB)较低，其表面硬度(HV)也较低。

优选地，工作部20由锰铁合金制成，锰铁合金由以下重量份数成分组成：铁100-300份，锰200-500份，硅50-80份，碳20-30份，碳化钛20-30份，钼10-20份，钪5-10份，镧5-10份。

实施例6：

铁100份，锰500份，硅80份，碳20份，碳化钛20份，钼20份，钪10份，镧5份，经下述步骤制成锰铁合金：

将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处于300-400目之间；将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；真空干燥；过筛；500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度真空烧结2小时。

实施例7：

铁300份，锰200份，硅50份，碳30份，碳化钛30份，钼10份，钪5份，镧10份，经下述步骤制成锰铁合金：

将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处于300-400目之间；将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；真空干燥；过筛；700度真空烧结1小时，1000度真空烧结半小时，1300度真空烧结半小时，1500度真空烧结2小时。

实施例8：

铁200份，锰400份，硅60份，碳25份，碳化钛25份，钼15份，钪7份，镧8份，经下述步骤制成锰铁合金：

将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处于300-400目之间；将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；真空干燥；过筛；600度真空烧结1小时，900度真空烧结半小时，1200度真空烧结半小时，1450度真空烧结2小时。

对比例5：

铁100份，锰500份，硅80份，钼20份，钪10份，镧5份，经下述步骤制成锰铁合金：

将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处于300-400目之间；将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；真空干燥；过筛；500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度真空烧结2小时。

对比例6：

铁50份，锰600份，硅40份，碳50份，碳化钛50份，钼50份，钪30份，镧30份，经下述步骤制成锰铁合金：

将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处于300-400目之间；将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；真空干燥；过筛；500度真空烧结1小时，800度真空烧结半小时，1100度真空烧结半小时，1400度真空烧结2小时。

表4：锰铁合金材料的性能测试结果

如表4数据可得，在该配比条件下，锰铁合金的抗腐蚀性能强，强度大、延展性佳。

优选地，卡固件222由锡青铜合金制成，锡青铜合金主要由以下重量份数成分组成：Sn：10-20份，P：10-15份，Zn：5-10份，Al：0.03-0.06份，PbS：3.5-5.5份，B：0.2-1份，Ce：0.20-0.45份，Cu：85-95份。

实施例9：

锡青铜合金由以下重量份数成分组成：Sn：10份，P：15份，Zn：10份，Al：0.03份，PbS：5.5份，B：1份，Ce：0.20份，Cu：85份。

将上述原料放入坩埚，快速加热至1420℃进行熔炼，保温26min，使合金充分溶解；将熔炼后的合金进行铸坯，在温度900℃，保温时间78min时对合金进行挤压；然后对合金进行冷变形加工；接着在温度360℃下，合金进行多次退火；最后对合金进行拉伸处理并将拉伸后的成品进行钝化处理，时间30s。

实施例10：

锡青铜合金由以下重量份数成分组成：Sn：20份，P：10份，Zn：5份，Al：0.06份，PbS：3.5份，B：0.2份，Ce：0.45份，Cu：95份。

将上述原料放入坩埚，快速加热至1500℃进行熔炼，保温30min，使合金充分溶解；将熔炼后的合金进行铸坯，在温度920℃，保温时间85min时对合金进行挤压；然后对合金进行冷变形加工；接着在温度360℃下，合金进行多次退火；最后对合金进行拉伸处理并将拉伸后的成品进行钝化处理，时间60s。

实施例11：

锡青铜合金由以下重量份数成分组成：Sn：15份，P：12份，Zn：7份，Al：0.05份，PbS：4.5份，B：0.6份，Ce：0.35份，Cu：90份。

将上述原料放入坩埚，快速加热至1480℃进行熔炼，保温28min，使合金充分溶解；将熔炼后的合金进行铸坯，在温度950℃，保温时间82min时对合金进行挤压；然后对合金进行冷变形加工；接着在温度360℃下，合金进行多次退火；最后对合金进行拉伸处理并将拉伸后的成品进行钝化处理，时间45s。

对比例7：

锡青铜合金由以下重量份数成分组成：Sn：9份，P：17份，Zn：12份，Al：0.02份，B：1.2份，Ce：0.18份，Cu：83份。其他与实施例3中相同，此处不再赘述。

对比例8：

锡青铜合金由以下重量份数成分组成：Sn：22份，P：9份，Zn：3份，Al：0.07份，PbS：3.4份，B：0.1份，Cu：96份。其他与实施例3中相同，此处不再赘述。

本发明还对锡青铜的成品进行弹性、抗拉、耐腐蚀等性能的测试，其中，在对锡青铜的耐腐蚀测试中，将各种组分加工而成的锡青铜分别浸入3％NaCl溶液进行浸泡实验，浸泡时间450h，之后将锡青铜取出除去腐蚀产物，然后将锡青铜用清水清洗干净并烘干。最后根据质量损失法计算腐蚀速率，得到以下结果：

表5：实施例9-11及对比例7-8中锡青铜的性能测试结果

综上所述，本发明中采用配伍合理的锡青铜合金制作卡固件，使卡固件具有良好的弹性、耐压性且抗腐蚀性好，从而提高卡固件的使用寿命。

本用于机床加工的刀爪在初始状态下，结构稳定、连接强度高，半圆槽21以及卡固件222的设置有利于刀具的安装与稳固，能够确保刀具的稳定性，同时连接部10与刀座相连，保证刀座、刀爪以及刀具三者的稳定性。整个刀爪安装方便，结构稳定性好且连接强度高，实用性好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，包括：

连接部；

工作部，与连接部固连，所述工作部与连接部呈夹角设置且该夹角为钝角，在工作部远离连接部一端开设有用于安装刀具的半圆槽。

2.根据权利要求1所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，在工作部远离连接部一端对称设置有两支臂，两支臂合围形成上述的半圆槽，每个支臂上均开设有卡孔且两卡孔同轴设置，每个卡孔内均插固有卡固件。

3.根据权利要求2所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，所述卡固件部分穿出对应卡孔并与刀具紧密贴合设置，所述卡固件采用弹性材料制成。

4.根据权利要求2所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，在半圆槽的边沿设置有倒角。

5.根据权利要求1所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，在连接部远离工作部一端对称设置有两连接臂，每个连接臂上均开设有安装孔且两安装孔同轴设置。

6.根据权利要求1所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，所述连接部与工作部连为一体且在连接部与工作部的连接处开设有凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，在连接部面朝工作部一侧设置有固定台阶，在固定台阶上开设有固定孔。

8.根据权利要求1所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，在工作部面朝连接部一侧开设有若干螺纹孔。

9.根据权利要求1所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，所述工作部由锰铁合金制成，所述锰铁合金由以下重量份数成分组成：铁100-300份，锰200-500份，硅50-80份，碳20-30份，碳化钛20-30份，钼10-20份，钪5-10份，镧5-10份。

10.根据权利要求9所述的一种用于机床加工的刀爪，其特征在于，所述工作部锰铁合金材料的制备方法为：

将铁粉过筛，使铁粉颗粒大小处于200-400目之间，将锰粉过筛，使锰粉颗粒大小处于300-400目之间；

将符合要求的铁粉、锰粉以及其他成分放入球磨机内2-3小时后静置1小时；

真空干燥；

过筛；

500-700度真空烧结1小时，800-1000度真空烧结半小时，1100-1300度真空烧结半小时，1400-1500度真空烧结2小时。