| 合理应用高效刀具 |
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| 日期：2007-8-20 21:13:36 人气：67 [大 中 小] |
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硬质合金刀具应用最为广泛，相关标准规定常用的硬质合金刀具材料分为K(WC+Co)、P和M(WC+TiC+Co)三类。硬质合金性能的改进主要是提高硬度和韧性。细晶粒(1～0.5μm)和超细晶粒(<0.5μm)硬质合金的应用能大大提高刀具的硬度和韧性，而其抗弯强度几乎与高速钢相当，并且刀具刀口锋利，加工效率很高。加工铸铁工件，切削速度可达500m/mim。加工铝件，机床主轴转速达30，000r/min，进给量2m/min， 切削线速度可达到2，000m/min。 国内硬质合金刀生产厂紧跟国际制造技术的发展，适应用户设备不断更新的需要，采用先进的成形技术和烧结技术，开发了不少高性能刀具。厂商推荐的几种国产铸铁铣削刀有较好的使用效果。如YD201、YBD151、YBG40，以及YBD052、YBD152、YBD252等，其推荐的参数见表4所示。 YD201适用于铸铁、耐热合金的半精加工，在中等切削速度、较大进给量的条件下耐磨性和韧性良好。 YBD151 的基体是高耐磨性材料与MT－TiCN烧结而成，加上Al2O3、TiN涂层，适于加工灰口铸铁和球墨铸铁，允许较高的切削速度。 YBG40的具有良好的韧性和抗磨损性，适用于灰铸铁铣削加工，也可以加工钢件(轻负荷铣削)。 山德维克可乐满公司供应的新一代加工钢件的刀具改进了几何形状和断屑槽形式，效率明显上升。如SandvikCoromant的车削刀GC4225，铣削刀GC4240、1030，硬车刀CB7015，铸铁铣削刀CoroMill365 等；ISCAR公司推出的多用途车削刀等，都具有很高的技术含量。除了较好的切削性能以外，刀的可靠性和寿命也有很大提高，刀尖位置精度也很好。 模块式刀具系统的出现，使车削中心大大扩展了加工范围。这种车刀将刀头分离为独立的切削头模块，切削头与刀座通过弹性凹槽联接在一起，利用联接部位的中心液压拉杆可实现刀具快速夹紧或松开。联接部位为敞开式的平直面，换刀时用压缩空气喷射清洁，刀具重复定位精度可达到0.002mm。由于刀具精度高，刀头更换后不需要对刀或试切，就可以获得合适的加工精度，能显著降低加工工时，提高切削效率。 各种涂层可使刀具获得非常优良的综合机械性能，有效地提高切削效率和刀具使用寿命，从而得到了广泛的应用。经涂层处理后，刀具具有优良的性能，寿命也提高了3～5倍。刀具涂层的涂覆方法主要有PVD(物理气相沉积)法和CVD(化学气相沉积)法两种。涂层材料有TiN、TiC、TiCN、AlCrN、CBN、PCBN和金刚石等，涂层也由过去的单涂层发展到双涂层、三涂层、复合涂层、纳米涂层等。 为了提高刀具的利用率，大多数情况下采用重涂技术。涂层刀具由于磨损等原因引起性能变差时，常常采用重磨。但刃磨去除了刀具切削区的涂层，无法复原涂层具有的特性，加工效率远小于原始状态。解决的办法就是进行重涂。如果重磨和重涂的费用比新购价格便宜，并能恢复相当的切削性能，则可获得一定效益。但随着重磨次数的增加，刀具尺寸和切削角度不断发生细小的变化，刀具逐渐失去原有的性能。 涂层刀具——加工使用——涂层剥离——刃磨——重涂——再使用 在这一流程中，重涂前的准备工作，如涂层剥离、重磨、研磨等，费时费工。尤其要指出的是，在硬质合金刀具涂层剥离处理中，对合金中的Co的丢失会影响其性能，必须采取措施，因而相应地增加了成本。最好的办法是不用进行涂层剥离处理而直接对经过重磨的刀具进行重涂。目前已有部分涂覆技术公司掌握了此项技术，相信很快就会得到推广使用。 在齿轮制造行业中，滚齿工艺在制齿加工方面占了70 ％ 以上，采用高速滚齿意义重大。为了实现高速滚齿，滚齿机必须具有相应的要求，例如，提高刚性，提高滚刀头的驱动功率，提高数控、伺服功能，实现温度补偿等等。 目前生产中应用的滚刀材料以HSS为主，也有使用硬质合金镶块滚刀或整体粉末冶金硬质合金滚刀。 高速钢滚刀多采用涂层处理，例如常用的M35、M42、A4等刀具材料，应用TiN涂层，其基体韧性好，涂层耐热、耐磨，防止崩刃，切削速度可提高至120～150m/min。 利用粉末冶金烧结成形法制造的整体硬质合金滚刀，也有较好的效果。这种刀具经过涂层处理，切削速度可提高到250m/min以上，轴向进给量达到3～6mm/r。而且只要设备条件允许，可实现干切。图2为各种材料制成的滚刀在湿切和干切条件下切削速度图。 滚齿时滚刀与工件相当于一对互相啮合的蜗杆蜗轮，按照连续展成的方式，滚刀的直线齿形刀刃包络切出工件渐开线齿形。滚削加工要为后续的加工，如热处理前的剃齿或热处理后的磨齿留有适当的加工余量，齿根部分则在滚齿中加工至成件要求。齿面部分所留的加工余量要同时考虑热处理变形与展成齿形的关系，规定齿形的形线要求，并作为滚刀设计的原始依据。 在编排工艺时，计算滚齿时间所推荐的公式如下：
| th= | (e+b+a) | × | z2 | | | | fa×n0 | z0 |
式中： n0－滚刀转速，r/min b－齿轮宽度，mm Z0 －滚刀头数 e－切入行程距离，mm Z2 －工件齿数 a－切出行程距离，mm 从中可看出，滚刀转速越高，头数越多，切削时间越短。为了提高效率，除了提高滚刀转速和进给速度以外，应尽可能采用多头滚刀。增加头数能明显提高切削速度，减少切削刃切削次数，有利于滚刀的切入，减少磨损，提高刀具寿命。一般常用2～4头，也有5～7头的。 增大滚刀的直径和刀槽数能加大切屑厚度，也能提高生产率。滚刀直径受机床结构所限，增大的余地不大。增加刀槽数在许多情况下会影响刀齿的强度，故出现了将两排、三排齿槽合而为一的双齿滚刀或三齿滚刀。这种滚刀既可以用于粗切，也可以用于精切。特别是刀齿强度提高后可加大切削用量，改善了切屑形成条件，还能适应重切削的要求沿整个刀刃合理分布切削区域。与普通滚刀相比，效率提高了4～6倍，故常称之为重切削滚刀。 在整个滚齿过程中，滚刀沿工件轴向进给的同时，还要沿滚刀轴向位移，即作窜刀运动，使滚刀上的全部刀齿都参与切削，均衡刀齿的磨损，提高刀具耐用度。若发现工件齿面粗糙度明显变坏，有光斑，毛刺增多或声音不正常，应及时刃磨。 在机械加工厂里，设备、刀具、夹具、量仪、辅具和工位器具，都要纳入统一管理。当刀具重新研磨时，车间必须保证重磨缓冲区(刀具储备)中保有一定量的备用刀具。就刀具而 |
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| 出处：本站原创 作者：佚名 | |
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