硬質(zhì)合金刀具的材料、幾何參數(shù)對切削力、切削熱有重要的影響,正確選擇刀具,對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,進而降低切削力和切削溫度。切忌使用負前角刀具。②后角:后角大小對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,由于進給量大,切削負荷重,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,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)該用細油石在刀齒前、后面輕輕磨幾下,以消除刃磨刀齒時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,工件的溫度一般不要超過100℃,以防止變形。
刀具偏移的含義
硬質(zhì)合金刀具偏移是用來補償假定刀具長度與基準(zhǔn)刀具長度之長度差的功能。車床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定X軸與Z軸可同時實現(xiàn)刀具偏移。刀具幾何偏移:由于刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而產(chǎn)生的刀具偏移。刀具磨損偏移:由刀具刀尖的磨損產(chǎn)生的刀具偏移。
刀具偏移的應(yīng)用
利用刀具偏移功能,可以修整因?qū)Φ恫徽_或刀具磨損等原因造成的工件加工誤差。例如:加工外圓表面時,如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm,此時只需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2,并用原刀具及原程序重新加工該零件,即可修整該加工誤差。同樣,如出現(xiàn)Z方向的誤差,則其修整辦法相同。
機械刀具在車削和銑削加工中的應(yīng)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(xiàn)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(fā)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(nèi)。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(jì)90 年代初期引進外國設(shè)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(zhì)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(nèi)排液面銑刀應(yīng)用為廣泛。
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