切削機械刀具與加工對象的力學性能匹配問題主要是指刀具與工件材料的強度、韌性和硬度等力學性能參數要相匹配。具有不同力學性能的刀具材料所適合加工的工件材料有所不同。
① 刀具材料硬度順序為:金剛石刀具>立方氮化硼刀具>ceramic刀具>硬質合金>高速鋼。
② 刀具材料的抗彎強度順序為:高速鋼>硬質合金>ceramic刀具>金剛石和立方氮化硼刀具。
③ 刀具材料的韌度大小順序為:高速鋼>硬質合金>立方氮化硼、金剛石等。
高硬度的工件材料,必須用更高硬度的刀具來加工,刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,其耐磨性就越好。如,硬質合金中含鈷量增多時,其強度和韌性增加,硬度降低,適合于粗加工;含鈷量減少時,其硬度及耐磨性增加,適合于精加工。
具有優良高溫力學性能的刀具尤其適合于高速切削加工。ceramic刀具優良的高溫性能使其能夠以高的速度進行切削,允許的切削速度可比硬質合金提高2~10倍。
機械刀具在車削和銑削加工中的應用
在車削鋼件材料加工時,對于淬硬鋼的加工,超硬材料刀具能夠在很大程度上實現以車代磨的加工效果。在切削加工過程中,由于其切削深度要遠遠高于磨削,極大程度上提高了以車代磨的工作效率,從而降低了加工制造的成本。需要注意的是,在進行高硬度機械部件加工時,要采取低速或中低速的切削方式,防止超硬材料刀具偏離切割軌道。
在車削鑄鐵件時,對于發動機缸蓋的排氣閥座,可以選擇銅、鉬高鉻合金鑄鐵,這種材料的加工一般有車削和銑削2 種工藝。用PCBN 材料所制的刀具加工灰鑄鐵剎車盤時,其切削速度一般在700~2000m/min 適宜。
用PCD 材料制成的刀具銑削鋁合金時, 其速度可達到300~4000m/min;用PCBN 制成的刀具銑削灰鑄鐵時,其速度一般在1000~2000m/min 范圍內。目前, 我國加工鋁合金缸蓋的PCD 面銑刀切削速度已達到了4021m/min, 其進給速度為5670mm/min,這種效率是我國20 世紀90 年代初期引進外國設備的2 倍。精加工灰鑄鐵缸體的CBN 面銑刀銑削速度也達到了2000m/min,其效率是硬質合金面銑刀的10 倍之多。在玻璃深加工中,銑削玻璃的PCD 螺旋內排液面銑刀應用為廣泛。
模切刀高矮峰與刀紋的選擇
選擇的模切刀時應注意根據所模切材料的厚薄而選擇高峰刀及矮峰刀,高峰刀既可以切薄紙又可以切厚紙,既可以用在單張的自動模切機上,又可以用在同時模切二、三張紙的手搖模切機上,使用范圍很廣。
但如果用戶的產品單一,而且都是薄卡紙,如煙包生產廠,長期模切低于400克厚度的煙盒,那么這里建議選用矮峰刀,因這些廠通常用自動模切機,單張紙模切,速度快,數量大,矮峰刀可滿足。對于更長版更耐用的要求,因為矮峰刀的刀峰的剛度比高峰更高,所以承受壓力更穩定,耐用性更持久。
另外選擇的模切刀時應留意刀峰是橫紋處理或是直紋處理,橫紋處理的刀對于模切紙張效果更佳,更耐用,而穩定性及精度更高,受彎后亦不易開裂,而直紋處理的刀表面好像很鋒利,模切時切在鋼板面上,時間不長便很易鈍口,同時受彎后也易于開裂,所以除了模切膠片產品時,選用直紋刀較為順暢;模切紙質產品選用橫紋處理的模切刀。另一方面,如果只有很硬的刀,則很難處理圖案復雜的木模成型。或者有時用戶勉強使用同一款刀于不同要求的模切生產上時不能達至好的效果,所以多品種選擇是品牌的特色。
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