【切削領(lǐng)域中的難加工材料】
在切削加工中刨紊,通常出現(xiàn)的刀具磨損包括如下兩種形態(tài):
(1)由于機(jī)械作用而出現(xiàn)的磨損,如崩刃或磨粒磨損等;
(2)由于熱及化學(xué)作用而出現(xiàn)的磨損襟衰,如粘結(jié)贴铜、擴(kuò)散、腐蝕等磨損瀑晒,以及由切削刃軟化绍坝、溶融而產(chǎn)生的破斷、熱疲勞苔悦、熱龜裂等轩褐。
切削難加工材料時(shí),在很短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)上述刀具磨損玖详,這是由于被加工材料中存在較多促使刀具磨損的因素把介。例如,多數(shù)難加工材料均具有熱傳導(dǎo)率較低的特點(diǎn)蟋座,切削時(shí)產(chǎn)生的熱量很難擴(kuò)散拗踢,致使刀具刃尖溫度很高,切削刃受熱影響極為明顯蜈七。這種影響的結(jié)果會(huì)使刀具材料中的粘結(jié)劑在高溫下粘結(jié)強(qiáng)度下降秒拔,WC(碳化鎢)等粒子易于分離出去,從而加速了刀具磨損薛津。
另外恐呢,難加工材料中的成分和刀具材料中的某些成分在切削高溫條件下產(chǎn)生反應(yīng),出現(xiàn)成分析出症妻、脫落节婶,或生成其他化合物,這將加速形成崩刃等刀具磨損現(xiàn)象追临。在切削高硬度享积、高韌性被加工材料時(shí),切削刃的溫度很高蘑弊,也會(huì)出現(xiàn)與切削難加工材料時(shí)類(lèi)似的刀具磨損履岂。如切削高硬度鋼時(shí),與切削一般鋼材相比掘缭,切削力更大函强,刀具剛性不足將會(huì)引起崩刃等現(xiàn)象,使刀具壽命不穩(wěn)定觅冈,而且會(huì)縮短刀具壽命反璃,尤其是加工生成短切屑的工件材料時(shí),會(huì)在切削刃附近產(chǎn)生月牙洼磨損假夺,往往在短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)刀具破損淮蜈。在切削超耐熱合金時(shí)斋攀,由于材料的高溫硬度很高,切削時(shí)的應(yīng)力大量集中在刃尖處梧田,這將導(dǎo)致切削刃產(chǎn)生塑性變形淳蔼;同時(shí),由于加工硬化而引起的邊界磨損也比較嚴(yán)重柿扣。
【難加工材料在切削加工中應(yīng)注意的問(wèn)題】
切削加工大致分為車(chē)削肖方、銑削及以中心齒為主的切削(鉆頭、立銑刀的端面切削等)未状,這些切削加工的切削熱對(duì)刃尖的影響也各不相同俯画。車(chē)削是一種連續(xù)切削,刃尖承受的切削力無(wú)明顯變化司草,切削熱連續(xù)作用于切削刃上艰垂;銑削則是一種間斷切削,切削力是斷續(xù)作用于刃尖埋虹,切削時(shí)將發(fā)生振動(dòng)吭辛,刃尖所受的熱影響,是切削時(shí)的加熱和非切削時(shí)的冷卻交替進(jìn)行驳辖,總的受熱量比車(chē)削時(shí)少嘴净。
銑削時(shí)的切削熱是一種斷續(xù)加熱現(xiàn)象,刀齒在非切削時(shí)即被冷卻体咽,這將有利于刀具壽命的延長(zhǎng)护狠。日本理化研究所對(duì)車(chē)削和銑削的刀具壽命作了對(duì)比試驗(yàn),銑削所用刀具為球頭立銑刀飒迅,車(chē)削為一般車(chē)刀同蚂,兩者在相同的被加工材料和切削條件(由于切削方式不同,切削深度泌弧、進(jìn)給量扔相、切削速度等只能做到大體一致)及同一環(huán)境條件下進(jìn)行切削對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果表明翻框,銑削加工對(duì)延長(zhǎng)刀具壽命更為有利厚遗。利用帶有中心刃(即切削速度=0m/min的部位)的鉆頭、球頭立銑刀等刀具進(jìn)行切削時(shí)信粮,經(jīng)常出現(xiàn)靠近中心刃處工具壽命低下的情況黔攒,但仍比車(chē)削加工時(shí)強(qiáng)。在切削難加工材料時(shí)蒋院,切削刃受熱影響較大亏钩,常常會(huì)降低刀具壽命莲绰,切削方式如為銑削欺旧,則刀具壽命會(huì)相對(duì)長(zhǎng)一些姑丑。但難加工材料不能自始至終全部采用銑削加工,中間總會(huì)有需要進(jìn)行車(chē)削或鉆削加工的時(shí)候辞友,因此栅哀,應(yīng)針對(duì)不同切削方式,采取相應(yīng)的技術(shù)措施称龙,提高加工效率留拾。
【切削難加工材料使用的刀具】
1、刀具材料
立方氮化硼CBN(Cubic BoronNitride)的高溫硬度是現(xiàn)有刀具材料中※高的鲫尊,※適合用于難加工材料的切削加工痴柔。新型涂層硬質(zhì)合金是以超細(xì)晶粒合金作基體,選用高溫硬度良好的涂層材料加以涂層處理模博,這種材料具有優(yōu)異的耐磨性溅蓖,也是可用于難加工材料切削的優(yōu)良刀具材料之一。難加工材料中的鈦攘调、鈦合金由于化學(xué)活性高剥讼,熱傳導(dǎo)率低,可選用金剛石刀具進(jìn)行切削加工拾哈。CBN燒結(jié)體刀具適用于高硬度鋼及鑄鐵等材料的切削加工乞芳,CBN成分含量越高,刀具壽命也越長(zhǎng)染痊,切削用量也可相應(yīng)提高细抠。據(jù)報(bào)道,目前已開(kāi)發(fā)出不使用粘結(jié)劑的CBN燒結(jié)體樱搪。
金剛石燒結(jié)體刀具適用于鋁合金亭弥、純銅等材料的切削加工。金剛石刀具刃口鋒利离秸,熱傳導(dǎo)率高粮剃,刃尖滯留的熱量較少,可將積屑瘤等粘附物的發(fā)生控制在※低限度之內(nèi)虐块。在切削純鈦和鈦合金時(shí)俩滥,選用單晶金剛石刀具切削比較穩(wěn)定,可延長(zhǎng)刀具壽命贺奠。涂層硬質(zhì)合金刀具幾乎適用于各種難加工材料的切削加工霜旧,但涂層的性能(單一涂層和復(fù)合涂層)差異很大,想學(xué)UG編程可以在群565120797可以幫助你儡率,因此挂据,應(yīng)根據(jù)不同的加工對(duì)象,選用適宜的涂層刀具材料儿普。據(jù)報(bào)道崎逃,※近已開(kāi)發(fā)出金剛石涂層硬質(zhì)合金和DLC(Diamond Like Carbon)涂層硬質(zhì)合金掷倔,使涂層刀具的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,并已可用于高速切削加工領(lǐng)域个绍。
2勒葱、刀具形狀
在切削難加工材料時(shí),刀具形狀的※佳化可充分發(fā)揮刀具材料的性能巴柿。選擇與難加工材料特點(diǎn)相適應(yīng)的前角凛虽、后角、切入角等刀具幾何形狀和對(duì)刃尖進(jìn)行適當(dāng)處理栓属,對(duì)提高切削精度和延長(zhǎng)刀具壽命有很大的影響礁懂,因此,在刀具形狀方面決不能掉以輕心周矢。但是撮译,隨著高速銑削技術(shù)的推廣應(yīng)用,近來(lái)已逐漸采用小切深以減輕刀齒負(fù)荷蔽掀,采用逆銑并提高進(jìn)給速度龄羽,因此,對(duì)切削刃形狀的設(shè)計(jì)思路也有所改變循抱。對(duì)難加工材料進(jìn)行鉆削加工時(shí)砂姥,增大鉆尖角,進(jìn)行十字形修磨蟀符,是降低扭矩和切削熱的有效途徑掠记,它可將切削與切削面的接觸面積控制在※小范圍之內(nèi),這對(duì)延長(zhǎng)刀具壽命和提高切削條件十分有利拍随。鉆頭在鉆孔加工時(shí)傍菇,切削熱極易滯留在切削刃附近,而且排屑也很困難界赔,在切削難加工材料時(shí)丢习,這些問(wèn)題更為突出,必須給以足夠的關(guān)注淮悼。
為了便于排屑咐低,通常在鉆頭切削刃后側(cè)設(shè)有冷卻液噴出口,可供給充足的水溶性冷卻液或霧狀冷卻劑等袜腥,使排屑變得更為順暢见擦,這種方式對(duì)切削刃的冷卻效果也很理想。近年來(lái)羹令,已開(kāi)發(fā)出一些潤(rùn)滑性能良好的涂層物質(zhì)鲤屡,這些物質(zhì)涂鍍?cè)阢@頭表面后,用其加工3~5D的淺孔時(shí),可采用干式鉆削方式酒来⌒炷疲孔的精加工歷來(lái)采用鏜削方式,不過(guò)近來(lái)已逐漸由傳統(tǒng)的連續(xù)切削方式改變?yōu)椴捎玫雀呔€切削這類(lèi)間斷切削方式蚤就,這種方式對(duì)提高排屑性能和延長(zhǎng)工具壽命均更為有利。因此虑治,這種間斷切削用的鏜削刀具設(shè)計(jì)出來(lái)后闰厨,立即被應(yīng)用于汽車(chē)零件的CNC切削加工。在螺紋孔加工方面瘪棱,目前也采用螺旋切削插補(bǔ)方式害寸,切螺紋用的立銑刀已大量投放市場(chǎng)。如上所述窒兼,這種由原來(lái)連續(xù)切削向間斷切削的轉(zhuǎn)換寝谚,是隨著對(duì)CNC切削理解的加深而進(jìn)行的,這是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程军裂。采用此種切削方式切削難加工材料時(shí)蹋烂,可保持切削的平穩(wěn)性,且有利于延長(zhǎng)工具壽命威沙。
【難加工材料的切削條件】
難加工材料的切削條件歷來(lái)都設(shè)定得比較低苹动,隨著刀具性能的提高,高速高精度CNC機(jī)床的出現(xiàn)攘活,以及高速銑削方式的引進(jìn)等蠢涝,目前,難加工材料的切削已進(jìn)入高速加工阅懦、刀具長(zhǎng)壽命化的時(shí)期『投現(xiàn)在,采用小切深以減輕刀具切削刃負(fù)荷耳胎,從而可提高切削速度和進(jìn)給速度的加工方式惯吕,已成為切削難加工材料的※佳方式。當(dāng)然怕午,選擇適應(yīng)難加工材料特有性能的刀具材料和刀具幾何形狀也極為重要混埠,而且應(yīng)力求刀具切削軌跡的※佳化。
例如诗轻,鉆削不銹鋼等材料時(shí)钳宪,由于材料熱傳導(dǎo)率很低,因此扳炬,必須防止切削熱大量滯留在切削刃上吏颖,為此應(yīng)盡可能采用間斷切削,以避免切削刃和切削面摩擦生熱,這將有助于延長(zhǎng)工具壽命和保證切削的穩(wěn)定综俄。用球頭立銑刀對(duì)難加工材料進(jìn)行粗加工時(shí)竿赂,工具形狀和夾具應(yīng)很好配合,這樣可提高刀具切削部分的振擺精度和夾持剛性制沦,以便在高速回轉(zhuǎn)條件下宅谁,保證將每齒進(jìn)給量提高到※大限度,同時(shí)也可延長(zhǎng)工具壽命榛青。
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