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陶瓷刀片在硬銑削加工中的應(yīng)用

發(fā)布時間:

2023/02/10 09:07

 負荷或低效率的切削速度和進給率下進行加工,犧牲的不僅僅是刀具壽命,同時還有生產(chǎn)力??紤]到所有這些因素,可以發(fā)現(xiàn)切削參數(shù)的微小變化能夠造成令人驚訝的生產(chǎn)率變化。 (1)銑削速度 用陶瓷刀片成功實現(xiàn)硬銑削所需的切削速度基于實際的材料硬度(通常在45~65HRC范圍內(nèi))。隨著溫度的升高,被加工金屬會軟化,使切削阻力減少并有助于切屑分離。為了充分發(fā)揮晶須增強陶瓷刀片在強度和硬度方面的優(yōu)勢,有必要以足夠高的表面速度(SFM)進行加工,從而在切削區(qū)產(chǎn)生足以使金屬軟化的熱量,該速度可能高達傳統(tǒng)硬質(zhì)合金刀片切削速度的5倍。 然而,這并不意味著用陶瓷刀片進行硬銑削時必須配備具有50馬力和先進處理器的新型高速加工中心,用陶瓷刀片銑削淬硬材料所需的速度并未超過現(xiàn)代模具制造車間大多數(shù)機床的加工速度范圍。由于產(chǎn)生的切削力小,加工時的功率消耗實際上也很低。用陶瓷刀片能在車間現(xiàn)有的絕大多數(shù)機床上進行硬銑削,這也是它帶給工具系統(tǒng)的另一個好處。 

(2)進給率 程序設(shè)定的每齒進給量與實際形成的切屑厚度之間的差異受到多種因素的影響,在編制淬硬零件的加工程序之前,考慮到這些因素是很重要的。程序設(shè)定的每齒進給量可能會因切削條件而大大降低。切削深度、切削寬度以及刀尖圓弧半徑或刀具導程角都會對實際形成的切屑厚度造成影響。 實際切屑厚度是切削散熱的一個關(guān)鍵因素(切屑必須具有足夠大的質(zhì)量以帶走大部分切削熱)。當切削深度和(或)寬度小于可接受的水平時,產(chǎn)生的切屑厚度就不足以帶走切削過程產(chǎn)生的所有熱量。而那些不能被薄切屑吸收的熱量總得有個去處,它將傳入工件、刀片、刀體以及夾具中。與此相比,讓切屑將絕大部分切削熱帶走效率更高。  進給率以及對實際切屑厚度的影響也與刀片的切削刃直接相關(guān)。對于大多數(shù)陶瓷刀片,都需要采取一些保護切削刃的措施,例如采用負倒棱(通常稱為“T形棱帶”)加上對刃口進行輕微鈍化(0.0005″~0.001″)。由于晶須增強陶瓷刀片的切削刃強度高,因此刀片只需采用很小的負倒棱(0.002″~0.004″)即可實現(xiàn)對難加工材料的硬銑削。負倒棱可以改變切削力的方向使其傳入刀片本體,使切削刃處于壓應(yīng)力狀態(tài),從而有助于強化刀片。用陶瓷刀片進行硬銑削時,必須考慮切削刃的狀態(tài),以確保實際進給量等于或大于刀片上的負倒棱。如切屑太薄,正好作用于刀片最薄弱的切削刃部位,容易造成刀片早期失效。 

(3)導程角對切屑厚度的影響 在很多情況下,陶瓷銑刀都要求有一個導程角,而圓形刀片的使用則更為普遍。刀具的導程角會使加工程序設(shè)定的切屑厚度減小,減小的百分比很容易計算出來。例如,采用正方形刀片、導程角為45°的銑刀的實際切屑厚度僅為編程設(shè)定的每齒進給量的70%,因此,為使編程進給率與實際切屑厚度相等,可以將編程進給率加大40%。使用圓形刀片的銑刀也同樣適用這一原則。 圓形刀片半徑上的導程角根據(jù)切削深度的不同而在不斷變化,這就使圓形刀片銑刀的切屑變薄量難以計算,這是使用球頭立銑刀和牛鼻立銑刀時必須解決的一個常見問題,模具制造業(yè)的很多機械工藝師和編程員對切屑變薄的補償公式都很熟悉。如果考慮使用圓形刀片的陶瓷銑刀(如牛鼻銑刀),并對刀片半徑實施切屑變薄補償,就可以確保形成合適的切屑。采用這種方法,還可使進給率比原編程進給率提高20%~40%,獲得的金屬切除率也將數(shù)倍于硬質(zhì)合金立銑刀。

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