加工廠應考慮開展CNC刀具磨削,其理由很多,包括CNC刀具磨削可以加工出高質(zhì)量、長壽命刀具,具有較高的工藝靈活性和可控性,同時還節(jié)省開支等。由于刀具磨削并不是加工廠能力的一部分,因此為了確認廠內(nèi)磨削是否合理,必須進行仔細分析。加工廠必須能夠指定一名全職操作員操作機床。對操作員進行CNC刀具磨削培訓并不難,但是他必須擁有操作CNC機床五年左右的經(jīng)驗。此外,操縱員還必須具有良好的刀具加工知識。加工廠可以基于財務和靈活性等原因考察配備一臺CNC磨床是否合理。從財務方面看,采用標準刀具的加工廠每年在刀具重磨方面至少需要花費200,000美元。但是,采用非標刀具或頻繁換刀的加工廠,若配備內(nèi)部重磨設施,那么可以快速重磨這些刀具。CNC磨削的優(yōu)點,采用手動磨床在公司內(nèi)部磨削刀具而臨若干問題。例如,磨一把刀具就需要多臺機床。譬如磨一把鉆頭就需要一臺開槽機、一臺外圓磨床及一臺磨尖機。這就需要進行多次裝夾。相反,一臺CNC磨床完成一成套磨削卻只需要一次裝夾。同時,一臺CNC磨床的占地面積比多臺手動磨床的要小。另一個問題是非封閉式手動機床產(chǎn)生的硬質(zhì)合金切屑形成的臟污問題。重要的是,手動磨床依賴于操作員的熟練技能。減震式:當?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L度與直徑比大于4時,為減少刀具的 震動提高加工精度,所采用一種特殊結構的刀具。臨汾數(shù)控刀具手冊
刀具的工作部分的結構有整體式、焊接式和機械夾固式三種。整體結構是在刀體上做出切削刃;焊接結構是把刀片釬焊到鋼的刀體上;機械夾固結構又有兩種,一種是把刀片夾固在刀體上,另一種是把釬焊好的刀頭夾固在刀體上。硬質(zhì)合金刀具一般制成焊接結構或機械夾固結構;瓷刀具都采用機械夾固結構。刀具切削部分的幾何參數(shù)對切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角,可減小前刀面擠壓切削層時的塑性變形,減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力,從而減小切削力和切削熱。但增大前角,同時會降低切削刃的強度,減小刀頭的散熱體積。東麗區(qū)數(shù)控刀具公司采用梯度燒結技術,刃口抗沖擊性和耐磨性增強,從而提高刃口的抗破損能力。
數(shù)控機床對刀具材料的要求:1.較高的硬度和耐磨性,刀具切削部分的硬度必須高于工件材料的硬度,刀具材料的硬度越高,其耐磨性越好。刀具材料在常溫下的硬度應在HRC62以上。2.足夠的強度和韌性,刀具在切削過度中承受很大的壓力,有時在沖擊和振動條件下工作,要使刀具不崩刃和折斷,刀具材料必須具有足夠的強度和韌性,一般用抗彎強度表示刀具材料的強度,用沖擊值表示刀具材料的韌性。3.較高的耐熱性耐熱性,指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度及韌性的性能,是衡量刀具材料切削性能的主要指標,這種性能也稱刀具材料紅硬性。4.較好的導熱性,刀具材料的導熱系數(shù)越大,刀具傳出的熱量越多,有利于降低刀具的切削溫度和提高刀具的耐用度。5.良好的工藝性,為便于刀具的加工制造,要求刀具材料具有良好的工藝性能,如刀具材料的鍛造、軋制、焊接、切削加工和可磨削性、熱處理特性及高溫塑性變形性能,對于硬質(zhì)合金和陶瓷刀具材料還要求有良好的燒結與壓力成形性能。
采用合金工具鋼時,刀具的切削速度提高到約8米/分,采用高速鋼時,又提高兩倍以上,到采用硬質(zhì)合金時,又比用高速鋼提高兩倍以上,切削加工出的工件表面質(zhì)量和尺寸精度也提高。由于高速鋼和硬質(zhì)合金的價格比較昂貴,刀具出現(xiàn)焊接和機械夾固式結構。1949~1950年間,美國開始在車刀上采用可轉位刀片,不久即應用在銑刀和其他刀具上。1938年,德國德古薩公司取得關于陶瓷刀具的。1972年,美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年,瑞典山特維克鋼廠取得用化學氣相沉積法,生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片。1972年,美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物相沉積法,在硬質(zhì)合金或高速鋼刀具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的韌性,與表層的高硬度和耐磨性結合起來,從而使這種復合材料具有更好的切削性能。整體式:由整塊材料磨制而成,使用時可根據(jù)不同用途將切削部分修磨成所需要形狀。
主要的涂層材料有:Tic、TiN、Ti、C,N)、TiALN、ALTiN等。涂層技術己應用于立銑刀、鉸刀、鉆頭、復合孔加工刀具、齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、成形拉刀及各種機夾可轉位刀片,滿足高速切削加工度、高硬度鑄鐵(鋼)、鍛鋼、不銹鋼、鈦合金、鎳合金、鎂合金、鋁合金、粉末冶金、非金屬等材質(zhì)工件的生產(chǎn)技術不同要求。硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合刀具是數(shù)控加工刀具的主導產(chǎn)品,有的國家有90%以上的車刀和55%以上的銑刀都采用了硬質(zhì)合金制造,而且這種趨勢還在增加。硬質(zhì)合金可分為普通硬質(zhì)合金、細晶粒硬質(zhì)合金和超晶粒硬質(zhì)合金。按化學成分區(qū)分,可分為碳化鎢基硬質(zhì)合金和碳(氮)化鈦基硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金在強度、硬度、韌性及工藝性方面具有優(yōu)良的綜合性能,幾乎可用于任何材料的切削加工。高速鋼刀具。高速鋼是一種加入了較多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼。高速鋼刀具在強度、韌性及工藝性等方面具有優(yōu)良的綜合性能,在復雜刀具,尤其是制造孔加工刀具、銑刀\螺紋刀具、拉刀、切齒刀具等等一些刃形復雜刀具。數(shù)控刀具切削性能:高的硬度耐磨性、足夠的強度和韌性、良好的耐熱性和導熱性、良好的工藝性與良好經(jīng)濟性。運城數(shù)控刀具的種類
TiCN層具有抗磨料磨損的性能,使刀片后刀面抗磨損的性能強。臨汾數(shù)控刀具手冊
由于在高溫、高壓、高速下,和在腐蝕性流體介質(zhì)中工作的零件,其應用的難加工材料越來越多,切削加工的自動化水平和對加工精度的要求越來越高。為了適應這種情況,刀具的發(fā)展方向將是發(fā)展和應用新的刀具材料;進一步發(fā)展刀具的氣相沉積涂層技術,在高韌性度的基體上沉積更高硬度的涂層,更好地解決刀具材料硬度和強度間的矛盾;進一步發(fā)展可轉位刀具的結構;提高刀具的制造精度,減小產(chǎn)品質(zhì)量的差別,并使刀具的使用實現(xiàn)比較好化。臨汾數(shù)控刀具手冊
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