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精密設備機床怎樣選擇適合的硬質(zhì)合金刀具?
作者:admin    發(fā)布日期:2021/1/29     關(guān)注次數:      二維碼分享

精密設備機床怎樣選擇適合的硬質(zhì)合金刀具?你知道嗎適用陜西合金刀有那幾個(gè)類(lèi)?今天西安合茵機電有限公司小編來(lái)為您詳細介紹:

在過(guò)去十年中,用聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片對淬硬鋼零件進(jìn)行精密切槽加工已逐漸取代了傳統的磨槽加工。美國Index公司的投標工程經(jīng)理Tyler Economan說(shuō),“一般而言,磨槽是一種更穩定的加工方法,能夠提供比切槽加工更高的尺寸精度。然而,人們還是希望能在車(chē)床上完成工件所需的各種加工?!?

但是,“硬材料”是一個(gè)相對的、變化的概念。有的人認為,硬度為40-55 HRC的工件材料屬于硬材料;而另一些人則認為,硬材料的硬度應為58-60 HRC或更高,在此范疇,PCBN刀具可以大顯身手。

經(jīng)過(guò)感應淬硬處理的零件,其表面淬硬層的厚度可達1.5mm,硬度可達58-60 HRC,而表層以下的材料通常要軟得多。在這種情況下,重要的是應確保大部分切削都在表面淬硬層以下進(jìn)行。


陜西合金刀

夾持切槽刀片的刀柄應盡可能短,以較大限度地縮短懸伸長(cháng)度、增加刀具剛性。伊斯卡公司GRIP產(chǎn)品經(jīng)理Matthew Schmitz指出,通常,整體式刀具更適合淬硬材料的切槽加工。不過(guò),該公司也提供模塊化的切槽加工系統。他說(shuō),“模塊化刀柄可用于刀具容易突然失效的加工場(chǎng)合,此時(shí)你不必更換整個(gè)刀柄,而只需更換一個(gè)不太昂貴的組件。模塊化刀柄還可以提供多種加工選擇。伊斯卡的Grip模塊化系統能安裝各種不同的產(chǎn)品。你可以使用一把刀柄配備7種不同的刀片,用于加工7種產(chǎn)品線(xiàn),或者配備任意數量的刀片,用于加工具有不同槽寬的同一種產(chǎn)品線(xiàn)?!?

住友電工用于夾持CGA型刀片的刀柄采用能將刀片拉回刀座的頂部夾緊方式,這種刀柄還采用一個(gè)側面緊固螺釘來(lái)幫助提高夾持穩定性和延長(cháng)刀具壽命。該公司設計部門(mén)助理經(jīng)理Rich Maton說(shuō),“這種刀柄專(zhuān)門(mén)用于淬硬工件的切槽加工。如果刀片在刀座中移動(dòng),隨著(zhù)時(shí)間的推移,刀片就會(huì )磨損,刀具壽命就會(huì )發(fā)生變化。對于汽車(chē)工業(yè)的高生產(chǎn)率加工要求(如每個(gè)切削刃加工50-100或150件工件)來(lái)說(shuō),刀具壽命的可預測性特別重要,刀具壽命的變化會(huì )對生產(chǎn)造成很大影響?!?

加工淬硬鋼零件常用的切槽刀片包括簡(jiǎn)單的方形刀片、成形刀片、插槽刀片等。通常,切出的溝槽要求具有良好的表面光潔度,因為它們有的是配合部分,有的是O形環(huán)或止動(dòng)環(huán)槽。三菱材料公司產(chǎn)品專(zhuān)家Mark Menconi說(shuō),“這些加工可分為內徑溝槽加工和外徑溝槽加工,但大部分切槽加工都要求進(jìn)行精切,包括從切深約0.25mm的輕觸式精切到切深約0.5mm的全精切?!?

CBN刀片適合干切削的原因之一是,雖然其耐熱性很好,但在溫度波動(dòng)的情況下加工性能會(huì )大打折扣。Economan說(shuō),“實(shí)際上,當CBN刀片與工件材料接觸時(shí),是在刀尖上產(chǎn)生切削熱,但由于CBN刀片對溫度變化的適應性較差,因此很難充分冷卻到可以保持較恒定溫度的狀態(tài)。CBN硬度很高,但脆性也非常大,可能會(huì )由于溫度的變化而破裂?!?

當用硬質(zhì)合金、陶瓷或PCBN刀片切削硬度較低(如45-50 HRC)的鋼件時(shí),應使產(chǎn)生的切屑盡可能短小。這樣能在切削過(guò)程中有效去除刀具材料中的切削熱,因為切屑可以帶走大量熱量。

伊斯卡的Schmitz還建議,較好使刀具在“倒置”狀態(tài)下進(jìn)行加工。他解釋說(shuō),“在機床上安裝刀具時(shí),機床制造商首選的刀具安裝方式是使刀片面朝上進(jìn)行切削,因為這樣可使工件的旋轉對機床導軌施加向下的壓力,以保持機床穩定。但是,當刀片切入工件材料時(shí),形成的切屑可能會(huì )殘留在刀片和工件上。如果翻轉刀架,倒置安裝刀具,就看不見(jiàn)刀片了,而切屑流會(huì )在重力作用下自動(dòng)脫離切削區?!?

Horn(美國)公司銷(xiāo)售經(jīng)理Duane Drape表示,“在從加工較硬的材料變?yōu)檩^軟的材料時(shí),用戶(hù)并不總是希望更換刀片,因此我們必須找到一種適合這種加工的較佳刀具。如果使用硬質(zhì)合金刀片,就會(huì )遇到刀片切削較硬的表層時(shí)磨損過(guò)快的問(wèn)題。如果用適合切削高硬材料的CBN刀片來(lái)切削較軟的部位,也很容易損壞刀片。因此,我們可以采用某種折衷方案:高硬度的硬質(zhì)合金刀片+超強潤滑涂層,或相對較軟的CBN刀片牌號+適合切削普通材料(而不是硬加工)的切削刃制備?!?

Drape說(shuō),“你可以用CBN刀片有效切削硬度45-50 HRC的工件材料,但必須調整刀片幾何形狀。典型CBN刀片的切削刃上有負倒棱。用這種負倒棱CBN刀片加工較軟的工件材料時(shí),會(huì )對材料產(chǎn)生拉出效應,而刀具壽命也會(huì )縮短。如果使用硬度較低的CBN牌號并改變切削刃幾何形狀,就能成功地切削硬度45-50 HRC的工件材料?!?

該公司開(kāi)發(fā)的S117 HORN切槽刀片采用PCBN刀尖,在精切齒輪槽寬時(shí),切深量約為0.15-0.2mm。為了獲得良好的表面光潔度,該刀片在兩側切削刃上各有一個(gè)刮削平面。

為了涵蓋更廣泛的加工范圍,PCBN刀片牌號在不斷增多。硬度更高的牌號允許提高切削速度,而韌性更好的牌號可以用于更不穩定的加工環(huán)境。對于連續或斷續切削,也可以采用不同的PCBN刀片牌號。住友電工的Maton指出,由于PCBN刀具脆性大,在加工淬硬鋼時(shí),鋒利的切削刃容易崩刃。 “我們必須保護切削刃,尤其在斷續切削時(shí),對切削刃的制備應比連續切削時(shí)更大,采用的切削角度也應該更大?!?

伊斯卡公司新開(kāi)發(fā)的IB10H和IB20H牌號進(jìn)一步擴充了其Groove Turn PCBN產(chǎn)品線(xiàn)。IB10H是一種用于中速到高速連續切削淬硬鋼的細晶粒PCBN牌號;而IB20H則由細晶粒和中等粒度PCBN晶粒構成,在耐磨性與抗沖擊性之間提供了良好的平衡,可以承受更嚴酷的淬硬鋼斷續切削條件。PCBN刀具的正常失效模式應是切削刃逐漸磨損-而不是突然出現裂紋或破裂。

無(wú)論加工何種類(lèi)型的溝槽,以前主要依靠磨削方式對淬硬鋼零件進(jìn)行精加工的車(chē)間,都可以通過(guò)轉換為用PCBN刀具進(jìn)行切槽加工來(lái)提高生產(chǎn)率。硬切槽加工可以達到與磨削不相上下的尺寸精度,同時(shí)大幅縮短加工時(shí)間。

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