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数控加工刀具合理选择至关重要

浏览: 时间:2021-09-10

       刀具作为数控加工的终究执行者,零件的加工功率、加工质量、加工进程的稳定性等都与其有直接相关。以XXC.13.001为例,一把适合的刀具将其粗加工进程中的一个工步由本来8小时的加工时刻缩短至3小时,由此可见刀具对数控加工的重要影响。

  现代切削刀具材料经历了从碳素工具钢、高速钢,展开到硬质合金、陶瓷、PCBN、PCD,刀具的切削功用越来越好,直接促进了数控加工的极大展开。高速钢刀具热硬性高,有较高的耐磨性、强度和耐性,与硬质合金相比,其最大利益是可加工性好并具有出色的归纳力学功用。由于其出色的功用,现在高速钢仍是世界各国运用最广泛的刀具材料之一。硬质合金刀具由硬度和熔点很高的碳化物(硬质相)和金属粘接相经粉末冶金方法而制成,其硬度远高于高速钢,在540℃时,硬度仍可达82~87HRA,与高速钢常温时硬度相同。硬质合金刀具的硬度和耐性跟着金属粘接相的含量而改变,一般跟着金属相含量的增多,硬度下降而耐性增强。陶瓷刀具研制成功以来,由于其出色的功用,颇受商场欢迎。陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性好,抵触因数低,耐高温、耐热性好等利益,陶瓷刀具已经成为高速切削及难加工材料加工的主要刀具之一。但是陶瓷刀具抗弯强度低,承受冲击载荷才干较差,当加工面呈现凸凹或加工进程振荡较大时简略崩刃,不适于在低速和冲击负荷下切削。陶瓷刀具承受热冲击载荷才干较差,切削进程不能运用冷却液,能够实现干式切削。CBN刀具在硬度和导热率方面仅次于金刚石,具有高的硬度和耐磨性,很高的热稳定性,优秀的化学稳定性,较好的热导性,较低的抵触因数等,基本上具有完美刀具的全部功用,但强度和耐性较差,运用时应防止过大的冲击造成刀具崩刃,因此一般选用负前角高速切削。CBN刀具贵重的价格也是约束其普遍运用的重要因素。  
  
  在刀具材料的展开进程中,涂层技术的发生和运用为刀具的强度、硬度和耐性之间的对立联系找到了缓解方法,成为切削刀具展开史上的一次革新。刀具涂层技术主要是选用物理或许化学气相堆积的方法,在刀具表面上获得几微米到十几微米厚的硬质膜。刀具涂层具有高的硬度耐磨性,高的化学稳定性和抗粘结功用,低的抵触因数等利益。在刀具基体表面增加涂层,能够很好地解决硬质合金等刀具硬度较软、耐磨性较差、高温时简略氧化等问题。当涂层的功用与基体功用差距较大或与基体材料粘结不结实时,能够选用多层涂层,逐步改善涂层的耐性、涂层与基体的结合强度、涂层的耐磨性等问题。涂层技术大大增强刀具硬度、耐性,前进刀具耐磨性和抗氧化性,从而延伸刀具运用寿数和改善刀具的切削加工功用。
  铝镁合金硬度和强度较低,导热功用较好,归于易切削材料。切削线速度能够抵达1200m/min左右的水平。切深和切宽能够给较大的参数,粗加工进程中尽量选用小切深、高转速、快进给的方式来前进功率,但切深不宜过浅,防止切屑发生自燃。加工进程中,刀具选择时,选择较大的前角和后角,刀具切削刃应该尖锐、润滑。
  不锈钢材料热强度高、耐性大、粘附性强、导热系数低,加工硬化现象严峻,切削进程中振荡激烈,简略损坏刀具。选择合理的切削参数和适合浓度及压力的切削液,运用一般的硬质合金涂层刀具都能够抵达较为理想的切削效果。
  钛合金和镍基高温合金归于公司比较难加工的材料,实现难加工材料的有用加工,关键在于:优选刀具材料:高功用高速钢、新式硬质合金、涂层刀具、陶瓷刀具、CBN刀具和金刚石刀具;选择适合的刀具几何参数;选用恰当的冷却润滑条件;选用优化的加工参数。
  钛合金的导热系数低,切削温度可比切削45#钢时高出数百度以上;钛合金的弹性模量低,已加工表面回弹现象严峻,后刀面与已加工表面抵触,切削温度升高,刀具后刀面磨损严峻;切屑与前刀面的接触长度短,接触面上的应力大;钛合金的化学活性大,与刀具亲合力大,简略与大气中的多种元素发生化学反应,构成硬而脆的外皮,刀具简略发生积屑瘤,切削进程中刀具简略发生粘结磨损。由于钛合金回弹严峻,切削加工时刀具的后角要大,选择10°左右,为保证刃口强度,刀具前角不能过大,大约5°左右。钛合金铣削时,尽量运用大螺旋角铣刀,在保证刀具强度的前提下增加刀具的尖锐程度。切削加工进程中许多运用不含氯元素的切削液。

  高温合金导热系数很低,低于45钢的三分之一,切削温度高;高温强度高,在600~900℃时依然抵达中碳钢的室温强度,切削力是切削一般钢材的两到三倍;合金中有许多的安排致密的固溶体,切削时晶格歪曲严峻,冷硬现象严峻;含有许多的金属碳化物、硼化物、氧化物以及金属间化物的硬质点,刀具极易磨损。以公司XX.44.003零件为例,材料为GH710,硬度大约为42~44HRC,由于材料内部含有许多硬质点,实践硬度远不止于44HRC,加工进程中刀具简略由于切削温度过高,冷却效果不到位而发生氧化和磨损。刀具也简略在切削进程中遇到硬质点而崩刃。车削加工时,刀片尽可能选择较大的前后角,前进刀片强度,铣削时尽量选用大螺旋角铣刀。运用陶瓷刀具和CBN刀具切削时,必须选用负前角的刀具,防止在切削加工进程中因过大的冲击载荷而崩刃。


  实践切削加工进程中,刀具的选择和相对应的切削参数的选择应根据加工状况而定,归纳加工成本、加工功率、金属切除量等因素,选择最适合的刀具才是最好的刀具。