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提高加工效率和延長刀具壽命五種*法則
閱讀:2489 發(fā)布時(shí)間:2015-3-18由于機(jī)械零部件設(shè)計(jì)力求體積緊湊、負(fù)重減小等,使得當(dāng)今大量零部件的結(jié)構(gòu)異形化、形狀復(fù)雜化、型面多樣化。高科技新型難加工材料的不斷推出,雖然滿足了機(jī)械零部件的高剛性、高強(qiáng)度、高密度、重量輕和體積小等設(shè)計(jì)要求,但同時(shí)也給后續(xù)的可加工性帶來了新的難題。如果仍然采用傳統(tǒng)材料的加工工藝、加工方法和加工刀具,無論是在加工效率、加工質(zhì)量還是刀具成本上都會(huì)大打折扣。*,在金屬切削加工中,切削刀具與被加工零件材料之間是相互矛盾的,新的材料需要有更新的刀具和更新的方法來實(shí)現(xiàn)對其的加工。為了應(yīng)對和適應(yīng)機(jī)械領(lǐng)域難加工材料的不斷增多和對其加工性能、加工效率和加工精度等方面的要求,目前刀具行業(yè)都在不斷的改進(jìn)刀片基體、幾何角度、涂層技術(shù)和加工方法,以滿足難加工材料零件的加工要求,尤其是在航空航天領(lǐng)域。
合理的刀具選型和優(yōu)化的加工方法,對于提高加工效率和延長刀具壽命非常重要,特別是在加工難加工材料航空零部件時(shí)更為重要。一種高品質(zhì)的難加工材料刀具,必須具備超細(xì)晶粒刀具基體、鋒利的切削角度、強(qiáng)壯的切削刃口、耐熱的表面涂層等。根據(jù)以往加工難加工材料的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),加工方法和參數(shù)的合理選擇,對于加工這類難加工材料非常重要,使用特殊的加工技巧對于提高加工效率、延長刀具壽命是很有效的。無論采用哪種加工方法,其目的是為了zui大限度的降低切削部位的刀尖和零件被加工區(qū)域的溫度,防止被加工零件表面硬化和刀尖溫度過高,增加散熱區(qū)域、控制切削力。如采用擺線走刀和大進(jìn)給銑削等方法均能提高其加工效率,延長刀具壽命。
首先,充分的冷卻、適當(dāng)?shù)募庸ぞ€速度、有效的斷屑、合理的刀具包角對于控制刀尖溫度非常有效。對于同時(shí)具有內(nèi)冷卻的CNC機(jī)床和刀具,應(yīng)該盡量使用zui利于降溫的內(nèi)冷卻功能,以便使強(qiáng)有力的高壓水流帶走大量的切削熱,確保加工區(qū)域保持在一定的溫度范圍內(nèi)。即使沒有內(nèi)冷卻功能的機(jī)加工設(shè)備,也建議使用外傳內(nèi)冷卻刀柄,同時(shí)增強(qiáng)冷卻壓力,改善冷卻效果。
其次,適當(dāng)?shù)乜刂频毒叩那邢髁颓邢魉俣龋彩墙档图庸^(qū)域溫度、延長刀具壽命zui有效的方法之一。通常加工難加工材料一般均采用精磨的刀具刃口、較小的切削深度和切削寬度。根據(jù)不同的難加工材料、零件結(jié)構(gòu)和加工設(shè)備等因素,選用合理的切削線速度非常重要。在通常加工中鎳基合金應(yīng)控制在20~50m/min,鈦合金應(yīng)控制在30~110m/min,PH不銹鋼應(yīng)控制在50~120m/min。
第三,對于同樣的機(jī)床和零件,加工難加工材料的方法會(huì)大大影響刀具的加工效率和刀具壽命。無論是采用擺線加工、螺旋插補(bǔ)和大進(jìn)給銑削方式,其目的都是降低切削力、減小切削區(qū)溫度。擺線切入法可zui大限度減小切削區(qū),使得刀具的實(shí)際切削包角zui小,延長刀具每齒的散熱時(shí)間;螺旋插補(bǔ)使得每齒切削量相對均勻,特別是在拐角處zui為明顯;大進(jìn)給切削方式,以小的切深、大的進(jìn)給有效地減小了切削力,使得加工中產(chǎn)生zui小的切削熱,加工區(qū)域溫度zui低。
第四,保證加工中斷屑,也是控制溫升的有效途徑。一般在金屬加工中大量的切削熱產(chǎn)生在切屑上,有效地?cái)嘈紩?huì)使加工中產(chǎn)生的大量切削熱被切屑帶走。通常情況下,在加工中我們不希望有長的切屑產(chǎn)生。對于難加工材料的加工更應(yīng)該注意,特別是對于粗加工工序,在整個(gè)加工系統(tǒng)剛性允許的情況下,應(yīng)盡量使其在整個(gè)加工過程中產(chǎn)生斷屑,盡量采用逆銑方式,使形成的鐵屑由厚變薄,并且鐵屑形狀為“9"字形、“6"字形或“C"字形。