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  略谈现代数控机床切削工作对刀具的要求           ★★★ 【字体:
略谈现代数控机床切削工作对刀具的要求
作者:佚名    机床维修来源:本站原创    点击数:    更新时间:2019-6-2    

  跟着数控机床和加工核心等高效设备使用的日渐普及,在航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、能源、模具等配备制造业的空前成长鞭策下,切削加工已迈入了一个以高速、高效和环保为标记的高速加工成长的新期间—现代切削手艺阶段。

  跟着数控机床和加工核心等高效设备使用的日渐普及,在航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、能源、模具等配备制造业的空前成长鞭策下,切削加工已迈入了一个以高速、高效和环保为标记的高速加工成长的新期间现代切削手艺阶段。

  高速切削、干切削和硬切削作为当前切削手艺的主要成长趋势,其主要地位和脚色日益凸显。对这些先辈切削手艺的使用,不只令加工效率成倍提高,亦实在鞭策了产物开辟和工艺立异的历程。例如,细密模具硬质材料的型腔,采用高转速、小进给量和小吃深加工,既可获得很高的概况质量,又可以或许省却磨削、EDM和手工抛光或削减响应工序的时间,从而缩短出产工艺流程,提超出跨越产率。

  过去一些企业制造复杂模具时,根基上都需要3~4个月才能交付利用,而此刻采用高速切削加工後,半个月便可完成。据查询拜访,一般的工模具,有60%的机加工量可用高速加工工艺来实现。

  高速加工时,不单要求刀具靠得住性高、切削机能好、能不变地断屑和卷屑、还要能告竣高精度,并能实现快换或主动改换等。因而,对刀具材料、刀具布局、以及刀具的装夹都提出了更高要求。

  高速加工刀具最凸起的要求是,既要有高的硬度和高温硬度,又要有足够的断裂韧性。为此,须选用细晶粒硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、聚晶金刚石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具材料它们各有特点,顺应的工件材料和切削速度范畴也都分歧。例如,高速加工铝、镁、铜等有色金属件,次要采用PCD和CVD金刚石膜涂层刀具。高速加工铸件、淬硬钢(50~67HRC)和冷硬铸铁次要用陶瓷刀具和PCBN刀具。

  上海公共汽车无限公司采用Seco刀具(上海)公司出产的立方氮化硼CBN300刀全面铣刀,在柔性出产线上高速铣削策动机缸体平面(铸件),切削速度高达1600m/min,进给速度5000mm/min。用PCD刀具加工铝合金的切削速度一般为3000-4000m/min,最高更可达7500m/min。而用陶瓷和PCBN刀具加工淬硬钢和冷硬铸铁时的切削速度已达200m/min。

  涂层硬质合金刀具(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)虽其加工工件材料范畴广,但抗氧化温度一般不高,所以凡是只宜在400-500m/min的切削速度范畴内加工钢铁件。对於Inconel718高温镍基合金可利用陶瓷和PCBN刀具。据报道,加拿大学者用SiC晶须增韧陶瓷铣削Inconel718合金,保举最佳的切削前提为:切削速度700m/min,吃深为1-2mm,每齿进给量为0.1-0.18mm/z。

  以往,为提高硬质合金的韧性,凡是是添加钴(Co)的含量,由此带来的硬度降低现在能够通细致化晶粒获得弥补,并使硬质合金的抗弯强度提高到4.3GPa,已达到并跨越通俗高速钢(HSS)的抗弯强度,改变了人们遍及认为P类硬质合金适於切钢、而K类硬质合金只适於加工铸铁和铝等有色金属的选材款式。

  采用WC基的超细晶粒K类硬质合金,同样可加工各类钢料。细晶粒硬质合金的另一个长处是刀具刃口尖锐,特别适於高速切削粘而韧的工件材料。以日本不贰越公司开辟的AQUA麻花钻为例,其用细晶粒硬质合金制造,并涂覆耐热、耐摩擦的润滑涂层,在高速湿式加工布局钢和合金钢(SCM)时,切削速度200m/min,进给速度1600mm/min,加工效率提高了2.5倍,刀具寿命提高2倍;干式钻孔时,切削速度150m/min,进给速度1200mm/min。

  现现在,涂层已进入到开辟厚膜、复合和多元涂层的新阶段,新开辟的TiCN、TiAlN多元超薄、超多层涂层(有的超薄膜涂层数可多达2000层,每层厚约1nm)与TiC、TiN、Al2O3等涂层的复合,加上新型抗塑性变形的基体,在改善涂层的韧性、涂层与基体的连系强度、提高涂层的耐磨性方面有了严重进展,全面提高了硬质合金的机能。

  涂层刀具已成为现代切削刀具的标记,在刀具中的利用比例达到60%。涂层硬质合金刀具的产物现已呈现品牌化、多样化和通用化的趋势。例如,德国施耐尔(Schnell)公司用纳米手艺推出的一种超长命命LL涂层立铣刀,用其加工零件硬度跨越70HRC淬硬模具钢材时,刀具寿命可耽误2-3倍。淘宝网女装瘦腰丰胸红血丝抗痘祛痘产物哪种好护肤排毒方式哪种好毛孔身体去皱什么牌子的好

  瑞典Sandvik公司新推出的3种涂层刀片(GC4225、GC4240、GC1030)具有较广的通用性,GC4225(冲破一号)作为GC4025(P25)商标的升级产物,用其加工汽车曲轴钢锻件时,在不异切削前提下的刀具寿命为每个切削刃可加工41个零件,而GC4025每个切削刃能加工的零件数目为14个。

  山高(Seco)Jabro全新推出的全体硬质合金通用加工铣刀Solid2系列刀具不只采用了新材质,更导入新的涂层,可合用的加工温度由通俗刀具的800摄氏度提高到了现有的1100摄氏度,光鲜明显提高了加工效率和刀具寿命。同时,Solid2系列均采用了刃口钝化处置和径向全周铲背处置手艺,使得刀具的涂层与材质连系愈加完满,刀具的可重磨次数也大幅提高。

  美国Kennametal公司推出的H7刀片系TiAlN涂层,专为高速铣削合金钢、高合金钢和不锈钢而设想。而德国Guhring公司推出的商品名为“Fire”的孔加工刀具涂层,则是一种通用性的复合涂层融汇有TiN、TiCN和TiAlN三种涂层,兼具这三种涂层材料的长处,既合用於干切削和硬切削,也适合通俗切削。

  出格值得强调的是,近几年成长起来的在硬质合金概况涂覆金刚石的手艺,使硬质合金不只在黑色金属范畴,并且在有色金属范畴中的切削效率获得了全面提高。由此可知,硬质合金今後仍将是制造高速加工刀具的次要基体材料。

  目前,美国、瑞典和日本都接踵推出了金刚石涂层的丝锥、钻头、立铣刀和带断屑槽可转位刀片(如Sandvik公司的CD1810和美国Kennametal公司的KCD25商标)等产物,用於有色金属和非金属材料的高速细密加工。而另一种适於加工钢铁材料的CBN涂层也已开辟成功,并正走向工业试用阶段。

  这是由於刀具与切屑、以及刀具与工件接触区界面上温度较高所惹起的。因而,高速加工比通俗切削加工时的刀具前角要取得稍大一些,以降低切削区温度,并在刃口上作出负倒棱。

  为防止刀尖处热磨损,主副切削刃毗连处应采用修圆刀尖或倒角刀尖,以增大刀尖角,加大刀尖附近刃区切削刃的长度和刀头材料的体积,以提高刀具刚性和削减切削刃破损的概率。

  美国Carboloy公司推出的一种适於干切削用的ME-13新型硬质合金刀片,其具有大前角(达34)、加强刃并有一个带筋的前刀面,光鲜明显削减了切屑与刀片前刀面之间的接触面积,使发生热量被切屑带走。据称,这种刀片工作时的温度比保守刀片要低400℃,能光鲜明显减小切削力并使刀具寿命提高一倍以上。该公司用大前角的涂层硬质合金齿冠立铣刀高速铣削硬度高达55HRC模具钢时,切削速度120m/min,进给速度7.6m/min,轴向吃深0.51mm,径向吃深0.25mm,采用干式切削,刀具利用寿命则长达1.5h。

  国外还开辟了带正前角的螺旋形切削刃铣削刀片,使刀具有更合理的几何参数,刀片沿切削刃几乎有恒定不变的前角,背前角或侧前角可由负变正或由小变大,切削愈加轻快平稳,使可转位面铣刀、立铣刀和槽铣刀的切削机能提高到一个新的程度,刀具寿命可提高50%-250%,切削效率提高30%-40%。

  美国一家公司采用这种新型刀片制造的立铣刀干铣削17-4PH不锈钢的周边,切削用量为:铣削速度304m/min,进给速度1270mm/min,每齿进给量为0.14mm/z,20S去除余量36cm3。

  为能不变地断屑和卷屑,刀片上须作出合适的断屑槽型。目前,可转位刀片上三维曲面断屑槽型的设想和制造手艺已较为成熟,针对分歧的工件材料和分歧的切削用量,业已开辟出响应的通用断屑槽型系列。

  如瑞典Sandvik公司推出的R、M和F等槽型系列(钢材粗加工、半精加工和精加工响应采用PR、PM和PF的槽型,切不锈钢时用MR、MM和MF的槽型,切铸件和有色金属用KR、KM和KF的槽型),以及以色列Iscar公司以“霸王刀”为典型的槽型设想都独树一帜。

  这些刀片上断屑槽的断屑范畴宽,顺应性好。它们都具有空间切削刃和曲面前刀面,切削刃上的法前角可调整为零度或负值,而工作前角为合适的正值,所以切削力小,刃口强度高,抗高速时的磨损能力强,预示着高速加工

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