利用刃口鈍化技術(shù)提高切削效率
為提高銑削加工效率,除了在刀具宏觀幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上下功夫以外恋谭,改變其微觀幾何結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)也是途徑之一弥虐。這里,首先要提到對提高切削效率起著重要作用的刃口鈍化處理工藝。按照人們目前的認(rèn)識闹究,在加工鈦金屬時幔崖,使用刃口鋒銳的刀具對提高切削效率是有益的。以下介紹的試驗(yàn)結(jié)果顯示渣淤,盡管鈦金屬有這樣的材料特性赏寇,但通過適當(dāng)改變刀具微觀幾何結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù),同樣可以起到提高切削效率的作用价认。
具有高復(fù)現(xiàn)性的刃口鈍化處理技術(shù)
刀具刃口鈍化的方式通常有用刷子刷嗅定、噴丸、滾筒拋光等用踩。本文介紹一種較新的刃口鈍化處理——磁精密修整技術(shù)渠退。在兩磁頭之間充滿由磁性顆粒混合而成的沖刮介質(zhì)脐彩,兩磁頭以不同的速度旋轉(zhuǎn)论艰,被處理刀具置于兩磁頭之間,在充滿刮削介質(zhì)的流體中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動发刨,介質(zhì)對刀具的刃口勇袋、后面、前面和刃溝進(jìn)行沖刷绅拢。這種方法也可用于處理PVD涂層刀具椰锹。
由于刀具刃口的幾何形狀不完全對稱,其鈍化程度也不均勻濒聪。為了能清楚地描述任意一個切削刃口的幾何結(jié)構(gòu)啰蹲,特采用以下一些參數(shù):前面節(jié)段Sγ,后面節(jié)段Sα砍没,節(jié)段比例K懒竖,半徑間距△r。以往的研究表明鸥司,刃口經(jīng)鈍化處理后舅洋,對刀具的切削效率有很大影響。經(jīng)過目前進(jìn)一步研究培愁,人們發(fā)現(xiàn)著摔,刀具刃口經(jīng)過非對稱均勻鈍化處理,其切削加工性能優(yōu)于對稱均勻鈍化處理的刀具性能定续。
本技術(shù)用于刀具刃口鈍化的調(diào)整參數(shù)包括:刀具旋轉(zhuǎn)方向;磁頭旋轉(zhuǎn)方向;刀具旋轉(zhuǎn)速度;磁頭旋轉(zhuǎn)速度;兩磁頭間距;處理過程時間;刀具在磁頭間的位置;浸沒深度;沖刮介質(zhì)粒度谍咆。
磁頭間距和鈍化處理時間對處理效果有很大的影響。延長鈍化處理時間私股,刃口鈍化程度隨之加大摹察,但加大程度呈遞減趨勢恩掷。因此,為了進(jìn)一步加大鈍化量供嚎,就需要耗費(fèi)更多時間和材料黄娘。
若刃口鈍化處理時間恒定不變,兩磁頭的間距越小克滴,刃口鈍化量就越大逼争,這是因?yàn)殚g距減小時,刮削介質(zhì)比間距較大時能更多偿曙、更牢地吸附在刃口表面氮凝,在刀具和磁頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時羔巢,較高的介質(zhì)吸附力會對刃口形成較大壓力附直,從而使刃口表面材料獲得更佳的刮削效果。
刃口鈍化能提高刀具耐用度
從經(jīng)過刃口鈍化處理的刀具(如一把帶4個切削刃的整體硬質(zhì)合金銑刀霹早,直徑D=16mm矢锯,螺旋角λ=40°,前角γ=12°秋贤,徑向后角α=10°)的微觀形狀可以清楚地看到跛猛,刀具刃口經(jīng)過精密修整處理后,除刃口被鈍化外爬喝,刃溝表面也被拋光儡绩。
用經(jīng)過刃口鈍化處理的刀具,按傳統(tǒng)的切削參數(shù)進(jìn)行加工時程鸵,其使用壽命可提高70%鹿磁。刃口鈍化量越大,刀具的耐磨損性能越好频僵。未經(jīng)鈍化處理的刀具在切削加工時骆喉,刃口部位會因細(xì)微破損而出現(xiàn)較大磨損,而這種現(xiàn)象在經(jīng)過刃口鈍化處理的刀具上很少發(fā)生嫌术,這是因?yàn)樵谇邢骷庸ぶ邪С海邢魅猩蠒a(chǎn)生很大壓力,并在經(jīng)鈍化處理的刀刃上形成一些粘結(jié)物度气,從而使刀刃變得更堅(jiān)固而不易磨損割按。
刀具經(jīng)過鈍化處理后,刃口的切削性能更加穩(wěn)定磷籍,這對提高鈦金屬的加工效率尤為重要适荣。由于可有效避免刃口破損,因此择示,刀具磨損的分布和過程十分均勻和穩(wěn)定束凑,切削加工的安全性和可靠性也大為提高晒旅。
在刃口鈍化量最大的情況下,加大每齒進(jìn)給量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:當(dāng)每齒進(jìn)給量fz=0.06mm汪诉,即在比普通切削條件增加一倍的情況下废恋,刀具的耐用度最高。試驗(yàn)在切削量達(dá)到vw=2300cm3時中斷停止扒寄。由于減小了各個切削刃的切削行程鱼鼓,因此fz=0.06mm時比fz=0.03mm時的刀具耐用度大為提高。
為了加工相同數(shù)量的材料木冈,有必要降低刀具的轉(zhuǎn)速半摔。而當(dāng)切削厚度大于刀具刃口后面節(jié)段Sα?xí)r,也能改善刀具磨損狀況演易。但是脏偏,繼續(xù)提高刀齒進(jìn)給量,會引起機(jī)床機(jī)械負(fù)荷增大而導(dǎo)致磨損加大坝偶,使切削量下降掺胖。另外,刃口經(jīng)過鈍化處理還可降低切削過程產(chǎn)生的顫振醉檐,即使選用較高的切削參數(shù)進(jìn)行切削加工盾叭,仍可保證刀具的耐用度。
刃口經(jīng)鈍化處理后勿镇,刀具在使用時磨損非常均勻肄高,此時在刀具的前面和后面都會形成粘結(jié)物。
當(dāng)進(jìn)給量較大時蚂兴,刃口并未出現(xiàn)明顯破損柒浙。為了做進(jìn)一步試驗(yàn),將每齒進(jìn)給量提高到fz=0.15mm涉波,切削深度減小到ap=5mm英上。當(dāng)切削深度較大時,切削力也相應(yīng)增大啤覆,從而導(dǎo)致刀具破損苍日。當(dāng)進(jìn)給量也較大,切削深度ap=16mm時窗声,切削過程會出現(xiàn)顫振相恃,使刀具發(fā)生破損,機(jī)床主軸也會受損笨觅。
小結(jié)
刃口鈍化處理對刀具磨損以及切削加工效率有著極大影響拦耐。像銑刀這類圓周切削刃、旋轉(zhuǎn)對稱型的刀具见剩,可通過磁精密修整技術(shù)進(jìn)行刃口鈍化處理杀糯,刀具的前面扫俺、后面、刃溝也同時被拋光固翰,這對于避免產(chǎn)生粘結(jié)十分有利涉姆。用經(jīng)過刃口鈍化處理的刀具按傳統(tǒng)切削參數(shù)對鈦金屬進(jìn)行銑削加工時,其耐用度可提高約70%治盆,每齒進(jìn)給量也可明顯提高绳弯。試驗(yàn)顯示,當(dāng)每齒進(jìn)給量fz=0.06mm時矫摸,刀具切削狀態(tài)最佳耗砖,在刀具刃口上也觀察不到細(xì)微破損。
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