硬質(zhì)合金刀具的材料、幾何參數(shù)對(duì)切削力、切削熱有重要的影響,正確選擇刀具,對(duì)減少零件加工變形至關(guān)重要。
(1)合理選擇刀具幾何參數(shù)。①前角:在保持刀刃強(qiáng)度的條件下,前角適當(dāng)選擇大一些,一方面可以磨出鋒利的刃口,另外可以減少切削變形,使排屑順利,進(jìn)而降低切削力和切削溫度。切忌使用負(fù)前角刀具。②后角:后角大小對(duì)后刀面磨損及加工表面質(zhì)量有直接的影響。切削厚度是選擇后角的重要條件。粗銑時(shí),由于進(jìn)給量大,切削負(fù)荷重,發(fā)熱量大,要求刀具散熱條件好,因此,后角應(yīng)選擇小一些。精銑時(shí),要求刃口鋒利,減輕后刀面與加工表面的摩擦,減小彈性變形,因此,后角應(yīng)選擇大一些。③螺旋角:為使銑削平穩(wěn),降低銑削力,螺旋角應(yīng)盡可能選擇大一些。④主偏角:適當(dāng)減小主偏角可以改善散熱條件,使加工區(qū)的平均溫度下降。
(2)改善刀具結(jié)構(gòu)。
①減少銑刀齒數(shù),加大容屑空間。由于鋁件材料塑性較大,加工中切削變形較大,需要較大的容屑空間,因此容屑槽底半徑應(yīng)該較大、銑刀齒數(shù)較少為好。②精磨刀齒。刀齒切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在使用新刀之前,應(yīng)該用細(xì)油石在刀齒前、后面輕輕磨幾下,以消除刃磨刀齒時(shí)殘留的毛刺及輕微的鋸齒紋。這樣,不但可以降低切削熱而且切削變形也比較小。③嚴(yán)格控制刀具的磨損標(biāo)準(zhǔn)。刀具磨損后,工件表面粗糙度值增加,切削溫度上升,工件變形隨之增加。因此,除選用耐磨性好的刀具材料外,刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)該大于0.2mm,否則容易產(chǎn)生積屑瘤。切削時(shí),工件的溫度一般不要超過(guò)100℃,以防止變形。
1)硬質(zhì)合金刀具圓弧半徑補(bǔ)償模式的建立與取消程序段只能在G00或G01移動(dòng)指令模式下才有效。
2)G41/G42不帶參數(shù),其補(bǔ)償號(hào)(代表所用刀具對(duì)應(yīng)的刀尖半徑補(bǔ)償值)由T指令。該刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)與刀具偏置補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)。3)采用切線切入方式或法線切入方式建立或取消刀補(bǔ)。對(duì)于不便于沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時(shí),可根據(jù)情況增加一個(gè)過(guò)渡圓弧的輔助程序段。
4)為了防止在刀具半徑補(bǔ)償建立與取消過(guò)程中刀具產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象,在建立與取消補(bǔ)償時(shí),程序段的起始位置與終點(diǎn)位置要與補(bǔ)償方向在同一側(cè)。
5)在刀具補(bǔ)償模式下,一般不允許存在連續(xù)兩段以上的補(bǔ)償平面內(nèi)非移動(dòng)指令,否則刀具也會(huì)出現(xiàn)過(guò)切等危險(xiǎn)動(dòng)作。補(bǔ)償平面非移動(dòng)指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段(如G90、M05)及程序暫停程序段(G04 X10.0)。
6)在選擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置時(shí),要特別注意前置刀架和后置刀架的區(qū)別。
目前,生產(chǎn)中所用的機(jī)械刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼(如T10A、T12A)、工具鋼(如9SiCr、CrWMn)因耐熱性差,僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。高速鋼是一種加入較多的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。有較高的熱穩(wěn)定性,較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性;其制造工藝簡(jiǎn)單,容易磨成鋒利的切削刃,可鍛造,這對(duì)于一些形狀復(fù)雜的工具,如鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等尤為重要,是制造這些刀具的主要材料。高速鋼按用途分為通用型高速鋼和高速鋼;按制造工藝不同分為熔煉高速鋼和粉末高速鋼。
硬質(zhì)合金由難熔金屬化合物(如WC、TiC)和金屬粘結(jié)劑(Co)經(jīng)粉末冶金法制成。
因含有大量熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好的金屬碳化物,硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和耐熱性都很高。硬度可達(dá)HRA89~93,在800~1000 °C還能承擔(dān)切削,耐用度較高速鋼高幾十倍。當(dāng)耐用度相同時(shí),切削速度可提高4~10倍。唯抗彎強(qiáng)度較高速鋼低,沖擊韌性差,切削時(shí)不能承受大的振動(dòng)和沖擊負(fù)荷。碳化物含量較高時(shí),硬度高,但抗彎強(qiáng)度低;粘結(jié)劑含量較高時(shí),抗彎強(qiáng)度高,但硬度低。硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料(約占50%)。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、齒輪刀具等。
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