(4)PCD刀具聚晶金剛石作為最硬的刀具材料堪伍,它是最耐磨的饵臀。它的硬度和耐磨性來自各金剛石晶體間無一定方位的粘結(jié)凡搪,這種晶體方位各異的排列抑制了裂紋的擴展斗退。使用時即耕,將PCD小片粘結(jié)到硬質(zhì)合金刀片上,這可增加它的強度和抗沖擊性能菠昼,其刀具壽命是硬質(zhì)合金的100倍克导。然而,某些性能限制了它在很多加工工序的使用脯砚。其一是PCD對黑色金屬中鐵的親和力肪斗,引起化學(xué)反應(yīng),這種刀具材料只能用于加工非鐵零件魁胁。其二是PCD不能經(jīng)受切削區(qū)超過600℃的高溫共螺。因此,它不能切韌性情竹、高延展性材料藐不。
PCD刀具特別適于加工有色金屬,特別是對摩擦很厲害的高硅鋁合金秦效。采用鋒利的切削刃和大正前角高效切削這些材料雏蛮,使切削壓力和積屑瘤達到最小。刃口強化阱州、刀具幾何參數(shù)與排屑
盡管近幾年物理的進步與應(yīng)用開發(fā)挑秉,用金屬陶瓷、陶瓷苔货、CBN和PCD制造的刀具仍然是比硬質(zhì)合金要脆得多犀概,不能經(jīng)受太多的壓力,因此用這些材料制造的刀具必須結(jié)合其特點進行設(shè)計夜惭,即對它加強支撐姻灶、分散壓力。
這一點很重要滥嘴。例如能眠,為了要改變磨削力的方向,使力從切削刃往里向著刀體捍陌,切削刃必須經(jīng)過加工--刃口準備糖窃。有這樣三種刃口準備而且其大小還要適當:T型刃帶、強化颁究、T型刃帶強化烦优。
T型刃帶
就是一個倒棱--在刃口上磨出的窄的平面菱砚,以取代較脆弱而鋒利的刀刃。刀具設(shè)計者的一個重要任務(wù)就是要找出最小的平面寬度和能賦予刀刃適當強度和壽命的角度萤掷;因為大的寬度和加強刀片的角度無疑會增切削力理促。
強化
就是圓整一下鋒利的刃口。雖然強化不象T型刃帶那們有棱有角焊轴,但是強化對用于精加工的先進的刀片材料效果很好控栓。這些強化刀具應(yīng)該用于淺切深、低速進給相梭、并保持切削壓力最小辽乎。
T型刃帶強化
當強化用于倒棱的前面與后面相交處時,也能加強T型刃帶涂滴。在應(yīng)用中友酱,微小的剝落發(fā)生時(就象用陶瓷刀粗車鋼),強化能分散這些點上的壓力柔纵,沒有使倒棱變大而加強了刀具刃口缔杉。
刀具設(shè)計者除了針對工件確定最適合的刀具刃口外,還必須優(yōu)化刀具的幾何角度和排除切屑能力搁料。通過增加后角來減小切削力和對刀具的壓力或详,也降低了切削區(qū)的溫度。要使正前角盡可能地大加缘,這樣由于較好的剪切作用能減少切削力鸭叙。寬闊的容屑槽有助于切屑的排除,尤其是對鉆削和螺紋加工拣宏。
另一個使切削力降低的方法是在高速下切削。為了提高效率杠人,寧可在很高的主軸速度下勋乾,把大的進給量減小,而不用增加進給量的方式嗡善。此外帕侦,現(xiàn)在的銑刀比五年前要精確得多,銑床和車床的機械穩(wěn)定性皆坚、剛性也更高了磷砌,因而排除了可能的振動。所有這些都有利于脆的笑敷、較硬和耐磨的刀具材料的應(yīng)用粒删。
應(yīng)用能抗高溫刀具的另一個有利因素是切屑形成有極高的效率。例如切削鑄鐵嫁商,熱量使切削區(qū)的材料成為可塑體屁诬,這樣就降低了切削區(qū)工件材料的強度笋俭。其結(jié)果是比普通粗加工金屬切除率增加三倍。因為進給速度很高给惠,刀具對金屬材料切除得非陈俣鳎快,以至大量的熱量停留在切屑中拌喳,沒有時間傳到工件和使它變形拒惯。盡管切削溫度很高,工件溫升卻很小渤早,比起在常規(guī)用量下切削所得到的工件精度也要高龙助。
用低軸向力精加工也能使工件、夾具蛛芥、機床靜變形最小化提鸟。這樣的工序要求利用粗齒銑刀,低進給和銑刀高轉(zhuǎn)速仅淑。由于夾持工件所需夾緊力小称勋,工裝夾具可以簡單。對于棱形工件有較寬敞的銑刀通道涯竟。
干式切削需要考慮的事項
采用干式切削加工時赡鲜,選定正確的機床和恰當?shù)难b備是很重要的。因為速度特別快庐船,材料又常常較硬银酬,干式切削加工時切削溫度很高,機床必須剛性足筐钟、馬力大揩瞪。
在加工中心上進行干式切削之前,操作者應(yīng)該盡量保持其工具伸出長度較短咳讲,主軸是處在剛度最佳的情況下慕怀,還要考慮機床的速度、額定功率灸颜。
談到車床工近凈成型(nearnet shape)的和淬硬的零件阐祭,刀具轉(zhuǎn)塔可以對著機床剛性強的方向進行加工,因為這個方向的長導(dǎo)軌能把切削力分散拇从。設(shè)計得好的機床搬挡,能直接在短導(dǎo)軌上分散這些切削力,并且刀架由最少的零件組成赠恭,卻能移動和支撐刀具术拇。在相對于柔性更重視精度時,則應(yīng)該考慮用螺栓將一組刀具直接固定在橫拖板上避免回轉(zhuǎn)分度機構(gòu)。
熱穩(wěn)定性對精度是非常關(guān)鍵的耻债。一些制造商采用軟件提高了他們的加工中心的精度政辕,這些軟件補償了溫度的影響。然而吩猴,控制溫度應(yīng)該從有效地排除熱切屑開始淹遵,因此要排除密封的工作區(qū)內(nèi)部重要的熱源。
優(yōu)秀的機床設(shè)計负溪,機床里沒有那些能聚集切屑的洼坑和高臺透揣。用排屑螺旋與傳送器盡快將切屑排出機床外,而不用切削液協(xié)助沖走川抡。如果排屑出了問題辐真,用壓縮空氣取代液體。
為了保護滾珠絲杠崖堤、導(dǎo)軌侍咱,伸縮套管,防護罩密幔、密封條和灰塵收集器還是需要的楔脯。如果需要一臺干切削的機床,可以把原來設(shè)計好的機床從濕式切削操作轉(zhuǎn)變?yōu)楦墒角邢鞑僮骺杷ΓǔR彩潜容^便宜昧廷。需要添加的灰塵收集器和空氣傳送系統(tǒng),比濕式切削加工相應(yīng)的油霧收集器和冷卻泵稍微貴些偎箫。
用干式切削加工操作成本也是比較低的姚熊,因為它避免了冷卻液的管理和處理費用,其次是壓縮空氣耗電比冷卻泵要少莱检。因此红最,干式切削的應(yīng)用會越來越廣泛。
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