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五金工具:超硬刀具及其選用

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五金工具:超硬刀具及其選用

發布日期:2016-07-15 00:00 來源:http://www.pmrym.com 點擊:

    隨著現代科學技術的發展,各種高硬度的工程材料越來越多地被采用,而傳統的車削技術難以勝任或根本無法實現對某些高硬度材料的加工。涂層硬質合金、陶瓷、PCBN等超硬刀具材料因其具有很高的高溫硬度、耐磨性和熱化學穩定性,這為高硬度材料的切削加工提供了最基本的前提條件,并在生產中取得了明顯效益。

  超硬刀具采用的材料及其刀具結構和幾何參數是實現硬車削的基本要素,因此,如何選擇合金磨頭,設計出合理的刀具結構和幾何參數對穩定實現硬車削是十分重要的。

  超硬刀具的刀片結構及幾何參數

  刀片形狀及幾何參數的合理確定對充分發揮刀具切削性能是至關重要的。按刀具強度而言,各種刀片形狀的刀尖強度從高到低依次為:圓形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。刀片材料選定后,應選用強度盡可能高的刀片形狀。硬車削刀片也應選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑,用圓形及大刀尖圓弧半徑刀片粗加工,精加工時的刀尖圓弧半徑約為0.8μm左右。

  淬硬鋼切屑為紅而酥軟的緞帶狀,脆性大,易折斷,不粘結,淬硬鋼切削表面質量高,一般不產生積屑瘤,但切削力較大,特別是徑向切削力比主切削力還要大,所以,刀具宜采用負前角(go≥-5°)和較大的后角(ao=10°~15°)。主偏角取決于機床剛性,一般取45°~60°,以減少工件和刀具顫振。

  超硬刀具切削參數及對工藝系統的要求

  1、切削參數的選擇

  工件材料硬度越高,其切削速度應越小。使用超硬刀具進行硬車削精加工的適宜切削速度范圍為80~200m/min,常用范圍為10~150m/min;采用大切深或強力斷續切削高硬度材料,切速應保持在80~100m/min。一般情況下,切深為0.1~0.3mm之間。

  加工表面粗糙度低的工件,可選小的切削深度,但不能太小,要適宜。進給量通常可以選擇0.05~0.25mm/r之間,具體數值視表面粗糙度值和生產率要求而定。當表面粗糙度Ra=0.3~0.4μm時,采用超硬刀具進行硬車削比用磨削經濟得多。

  2、對工藝系統的要求

  除選擇合理的刀具外,采用超硬刀具進行硬車削對車床或車削中心并無特殊要求,若車床或車削中心剛度足夠,且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度,即可用于硬切削。為了保證車削操作的平穩和連續,常用的方法是采用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋轉可以保持相當平穩狀態,現有的設備就可采用超硬刀具進行硬車削。

  經過多年的研究和探索,我國在超硬刀具方面取得了很大的進展,但是,超硬刀具在生產中的應用還不廣泛。原因主要有以下幾個方面:生產企業、操作者對采用超硬刀具進行硬車削的效果了解不夠,普遍認為硬材料只能磨削;認為刀具成本太高。硬車削最初的刀具成本比普通硬質合金刀具高(如PCBN比普通硬質合金貴十多倍),但其分攤在每個零件上的成本比磨削還低,且帶來的效益比普通硬質合金要好得多;對超硬刀具加工機理研究不夠;超硬刀具加工的規范不足以指導生產實踐。

  因此,除了對超硬刀具加工機理進行深入研究外,還必須加強超硬刀具加工知識的培訓、成功經驗演示及嚴格操作規范,使這種高效、潔凈的加工方法更多地應用于生產實際。


相關標簽:合金磨頭

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