硬質(zhì)合金刀具選擇應(yīng)用及修磨技巧
硬質(zhì)合金銑刀是指用硬質(zhì)合金為材料制成的銑刀。了解硬質(zhì)合金銑刀先要知道什么是硬質(zhì)合金,硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級(jí)粉末為主要成分,以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結(jié)劑,在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。
硬質(zhì)合金銑刀分類
硬質(zhì)合金銑刀主要分:整體硬質(zhì)合金銑刀|硬質(zhì)合金直柄槽銑刀|硬質(zhì)合金鋸片銑刀|硬質(zhì)合金螺旋鉆銑刀|硬質(zhì)合金機(jī)用鉸刀銑刀|硬質(zhì)合金立銑刀|硬質(zhì)合金球頭銑刀
硬質(zhì)合金銑刀用途:
硬質(zhì)合金銑刀一般主要用于數(shù)控加工中心,cnc雕刻機(jī)。也可以裝到普通銑床上加工一些比較硬不復(fù)雜的熱處理材料。
1.硬質(zhì)合金圓柱形銑刀:用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上,按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數(shù)分粗齒和細(xì)齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少,刀齒強(qiáng)度高,容屑空間大,適用于粗加工;細(xì)齒銑刀適用于精加工。
2.硬質(zhì)合金面銑刀:用于立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面,端面和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細(xì)齒之分。其結(jié)構(gòu)有整體式、鑲齒式和可轉(zhuǎn)位式3種。
3.硬質(zhì)合金立銑刀:用于加工溝槽和臺(tái)階面等,刀齒在圓周和端面上,工作時(shí)不能沿軸向進(jìn)給。當(dāng)立銑刀上有通過(guò)中心的端齒時(shí),可軸向進(jìn)給。
4.硬質(zhì)合金三面刃銑刀:用于加工各種溝槽和臺(tái)階面,其兩側(cè)面和圓周上均有刀齒。
5.硬質(zhì)合金角度銑刀:用于銑削成一定角度的溝槽,有單角和雙角銑刀兩種。
6.硬質(zhì)合金鋸片銑刀:用于加工深槽和切斷工件,其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時(shí)的摩擦,刀齒兩側(cè)有15′~1°的副偏角。此外,還有鍵槽銑刀、燕尾槽銑刀、T形槽銑刀和各種成形銑刀等。
硬質(zhì)合金銑刀銑削方式
硬質(zhì)合金銑刀相對(duì)于工件的進(jìn)給方向和銑刀的旋轉(zhuǎn)方向主要有以下兩種銑削方式:
第一種是順銑,銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削的進(jìn)給方向是相同的,在開始切削時(shí)銑刀就咬住工件并切下最后的切屑。
第二種是逆銑,銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削的進(jìn)給方向是相反的,銑刀在開始切削之前必須在工件上滑移一段,以切削厚度為零開始,到切削結(jié)束時(shí)切削厚度達(dá)到最大。
順銑時(shí),切削力將工件壓向工作臺(tái),逆銑時(shí)切削力使工件離開工作臺(tái)。由于順銑的切削效果最好,通常首選順銑,只有當(dāng)機(jī)床存在螺紋間隙問(wèn)題或者有順銑解決不了的問(wèn)題時(shí),才考慮逆銑。
硬質(zhì)合金銑刀刀片每一次進(jìn)入切削時(shí),切削刃都要承受沖擊載荷,載荷大小取決于切屑的橫截面、工件材料和切削類型。在理想狀況下,銑刀直徑應(yīng)比工件寬度大,銑刀軸心線應(yīng)始終和工件中心線稍微離開一些距離。當(dāng)?shù)毒哒龑?duì)切削中心放置時(shí),極易產(chǎn)生毛刺。切削刃進(jìn)入切削和退出切削時(shí)徑向切削力的方向?qū)⒉粩嘧兓?,機(jī)床主軸就可能振動(dòng)并損壞,刀片可能碎裂并且加工表面將十分粗糙,硬質(zhì)合金銑刀稍微偏離中心,切削力方向?qū)⒉辉俨▌?dòng),銑刀將會(huì)獲得一種預(yù)載荷。
硬質(zhì)合金銑刀維護(hù)
當(dāng)硬質(zhì)合金銑刀軸心線和工件邊緣線重合或接近工件的邊緣線時(shí),情況將很嚴(yán)重,操作人員應(yīng)做好相關(guān)的設(shè)備維護(hù)工作:
1.檢查機(jī)床的功率和剛度,以保證所需要的銑刀直徑能夠在機(jī)床上使用。
2.主軸上刀具的懸伸量盡可能達(dá)到最短,減小銑刀軸線與工件位置對(duì)沖擊載荷的影響。
3.采用適合于該工序的正確的銑刀齒距,以確保在切削時(shí)沒(méi)有太多的刀片同時(shí)和工件嚙合而引起振動(dòng),另一方面,在銑削狹窄工件或銑削型腔時(shí)要確保有足夠的刀片和工件嚙合。
4.確保采用每刀片的進(jìn)給量,以便在切屑足夠厚時(shí)能獲得正確的切削效果,從而減小刀具磨損。采用正前角槽形的可轉(zhuǎn)位刀片,從而獲得平穩(wěn)的切削效果以及最低的功率。
5.選用適合于工件寬度的銑刀直徑。
6.選用正確的主偏角。
7.正確放置銑刀。
8.僅在必要時(shí)使用切削液。
9.遵循刀具保養(yǎng)及維修規(guī)則,并監(jiān)控刀具磨損。
做好硬質(zhì)合金銑刀的維護(hù)工作能夠延長(zhǎng)刀具使用壽命,提高工作效率。
硬質(zhì)合金銑刀選擇
銑削加工不銹鋼除端銑刀和部分立銑刀及硬質(zhì)合金作銑刀材料外,其余各類銑刀均采用高速鋼,特別是鎢—鉬系和高釩高速鋼具有良好的效果,其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1~2倍。適宜制作不銹鋼銑刀的硬質(zhì)合金牌號(hào)有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。
采用噴霧冷卻法效果最為顯著,可提高銑刀耐用度一倍以上;如用一般10%乳化液冷卻,應(yīng)保證切削液流量達(dá)到充分冷卻。硬質(zhì)合金銑刀銑削不銹鋼時(shí),取Vc=70~150m/min,Vf=37.5~150mm/min,同時(shí)應(yīng)根據(jù)合金牌號(hào)及工件材料的不同作適當(dāng)調(diào)整。
不銹鋼的粘附性及熔著性強(qiáng),切屑容易粘附在銑刀刀刃上,使切削條件惡化;逆銑時(shí),刀刃先在已經(jīng)硬化的表面上滑行,增加了加工硬化的趨勢(shì);銑削時(shí)沖擊、振動(dòng)較大,使銑刀刀刃易崩刃和磨損。
銑削加工不銹鋼時(shí),切削刃既要鋒利又要能承受沖擊,容屑槽要大??刹捎么舐菪倾姷?圓柱銑刀、立銑刀),螺旋角b從20°增加到45°(gn=5°),刀具耐用度可提高2倍以上,因?yàn)榇藭r(shí)銑刀的工作前角g0e由11°增加到27°以上,銑削輕快。但b值不宜再大,特別是立銑刀以b≤35°為宜,以免削弱刀齒。
采用波形刃立銑刀加工不銹鋼管材或薄壁件,切削輕快,振動(dòng)小,切屑易碎,工件不變形。用硬質(zhì)合金立銑刀高速銑削、可轉(zhuǎn)位端銑刀銑削不銹鋼都能取得良好的效果。
用銀白屑端銑刀銑削1Cr18Ni9Ti,其幾何參數(shù)為gf=5°、gp=15°、af=15°、ap=5°、kr=55°、k′r=35°、g01=-30°、bg=0.4mm、re=6mm,當(dāng)Vc=50~90m/min、Vf=630~750mm/min、a′p=2~6mm并且每齒進(jìn)給量達(dá)0.4~0.8mm時(shí),銑削力減小10%~15%,銑削功率下降44%,效率也大大提高。其原理是在主切削刃上磨出負(fù)倒棱,銑削時(shí)人為地產(chǎn)生積屑瘤,使其代替切削刃進(jìn)行切削,積屑瘤的前角gb可達(dá)20~~302,由于主偏角的作用,積屑瘤受到一個(gè)前刀面上產(chǎn)生的平行于切削刃的推力作用而成為副屑流出,從而帶走了切削熱,降低了切削溫度。
銑削不銹鋼時(shí),應(yīng)盡可能采用順銑法加工。不對(duì)稱順銑法能保證切削刃平穩(wěn)地從金屬中切離,切屑粘結(jié)接觸面積較小,在高速離心力的作用下易被甩掉,以免刀齒重新切入工件時(shí),切屑沖擊前刀面產(chǎn)生剝落和崩刃現(xiàn)象,提高刀具的耐用度。
不銹鋼材料應(yīng)用廣泛,在車加工、銑加工、鉆加工、攻絲當(dāng)中都能碰到。但是因?yàn)椴讳P鋼具有跟別的一般材料不一樣的特性,所以加工不銹鋼成為技術(shù)人員的一個(gè)不小的難題!
硬質(zhì)合金刀具修磨技巧:一、基本知識(shí):
1)注意測(cè)裝夾刀具尺寸,防止撞機(jī)床,安全距離必須保持在15MM至20MM之間
2)每?jī)芍芤淮螌?duì)機(jī)器進(jìn)行清潔保養(yǎng)
3)按照《CNC程序管理與使用規(guī)定》進(jìn)行建立程序和使用程序
4)刀具裝入筒夾時(shí),應(yīng)確保刀具表面及筒夾內(nèi)壁整潔無(wú)異物,筒夾合適及不劃傷筒夾內(nèi)壁,如有內(nèi)壁已劃傷的筒夾,應(yīng)及時(shí)上報(bào)
5)開機(jī)前,必須先開油過(guò)濾,尤其是周末休息后上班時(shí)和停電之后開機(jī)
6)按照關(guān)機(jī)程序逐步關(guān)機(jī),嚴(yán)格禁止越步關(guān)機(jī),關(guān)機(jī)步驟:保存程序、關(guān)閉程序、關(guān)閉電腦、關(guān)電腦電源、關(guān)閉CNC總電源、關(guān)閉穩(wěn)壓器開關(guān)、關(guān)閉排風(fēng)扇開關(guān)、關(guān)閉油過(guò)濾開關(guān)及其空調(diào)開關(guān)、關(guān)閉電源總開關(guān)
二、技巧:
1)關(guān)于震刀
A、選擇正確的砂輪
B、選擇正確砂輪磨削方向,不能逆磨,即不能讓刀具刃口切著砂輪磨,否則容易震刀
C、選用合適的進(jìn)給余量,進(jìn)給余量太大會(huì)造成震刀
D、選用合適的砂輪速度
2)一次裝夾
A、一次裝夾完成刀具的整個(gè)生產(chǎn)工序可大大減少單個(gè)刀具的生產(chǎn)時(shí)間,提高效率
B、在不磨到夾頭的情況下,盡量多夾刀柄
C、如果橫刃不對(duì)稱,要考慮夾頭是否OK
D、刀具太長(zhǎng),要考慮用支撐
3)節(jié)省機(jī)床停機(jī)時(shí)間
A、利用CNC修磨時(shí)間,休整砂輪/測(cè)量砂輪,減少CNC停機(jī)時(shí)間
B、機(jī)床運(yùn)行時(shí)(最后一把刀的時(shí)間段)調(diào)好下一個(gè)單子的程序,減少CNC停機(jī)施時(shí)間,但務(wù)必在裝刀后,運(yùn)行程序前,先確認(rèn)程序是否用錯(cuò)。以保證不會(huì)用錯(cuò)程序
4)修磨前挑選,同類型刀具按同樣的程序修磨參數(shù)修磨
A、按原刀廠家挑選,根據(jù)不同廠家選用不同的修磨方式
B、按崩口大小和崩口位置挑選:1、余量大于1mm的選擇手工先磨余量,或先線切割,2、0.5-1mm的選擇多給機(jī)床余量完成,總之需要一次裝夾完成
5)可手工加工或返工的,不必要再用CNC返工
A、如果修磨時(shí)未磨出內(nèi)冷孔,則不必再CNC修磨,可手工磨導(dǎo)流孔
B、小R,比如小于0.5mm的R,機(jī)床不易加工,或加工費(fèi)時(shí),則可用手工挫R
刀具的修磨
刀具需要修磨嗎?絕大多數(shù)刀具都需要修磨,而且在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到以后的修磨;小直徑的絲錐、大部分可轉(zhuǎn)位刀片因本身價(jià)格低、修磨成本相對(duì)高而放棄修磨;一些加工槽的成形刀具,因修磨后要減小直徑而不能修磨。
為什么刀具需要修磨?是降低生產(chǎn)成本、減少資源消耗的低碳行為。
高速鋼刀具:
此類刀具修磨要求相對(duì)較低,大多由用戶自己修磨。難度大的交給制造廠家或?qū)I(yè)修磨中心去修磨。
硬質(zhì)合金刀具
此類刀具修磨要求高,需要專業(yè)設(shè)備和專業(yè)技術(shù),一般需交給制造廠家或?qū)I(yè)修磨中心去修磨。
超硬刀具
此類刀具修磨要求高,需要專業(yè)設(shè)備和專業(yè)技術(shù),一般需交給制造廠家或?qū)I(yè)修磨中心去修磨。
常修磨刀具
鉆頭:是最適合修磨的刀具,設(shè)計(jì)時(shí)就考慮了修磨的需求。對(duì)預(yù)加工或一般的孔精度而言,鉆頭的修磨次數(shù)可多致20次,對(duì)精度要求較高的情況,一般能修磨5次。
鉸刀:也是常修刀具,其修磨相對(duì)簡(jiǎn)單。因精度較高,一般能修2-5次。修磨前要檢測(cè)直徑是否還在要求范圍。鉸刀修磨后一般不涂層。
絲錐:可以修磨2-3次,尤其是大直徑絲錐。主要看成本是否值得。絲錐修磨后一般不涂層。
銑刀:球頭銑刀的修磨不改變直徑,而平頭銑刀修磨側(cè)刃就會(huì)減小直徑,需要看用戶的具體加工情況而定。
成型銑刀、滾刀:復(fù)雜成形刀具必須修磨,因?yàn)榈毒叩某杀竞芨?,而修磨的成本倒不高?/p>
磨損及失效區(qū)域
修磨要點(diǎn):
把用鈍的、用壞的原刃口磨去,在較完好的基體上磨出新刃口。
對(duì)于孔加工刀具,必須綜合考慮導(dǎo)向部分受磨損的情況。
對(duì)刃口正常的均勻磨損,常采用原刀參數(shù)進(jìn)行復(fù)原性修磨;對(duì)刃口不正常的失效情況(如蹦口等),則要采用阿諾修磨標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化修磨。
刀具的修磨與再涂層
修磨:
- 通過(guò)磨削后刀面(和前刀面)產(chǎn)生完好的新刃口。
選定合適的前后角及刃口的處理方法。
再涂層:
- 根據(jù)刀具精度來(lái)確認(rèn)涂層與否及涂層的方法。
涂層有厚度,會(huì)增加直徑,對(duì)直徑敏感的刀具,如鉸刀、滾刀等必須采取特殊措施。
對(duì)高速鋼和硬質(zhì)合金材料,去涂層的方法、效果和成本完全不同。
刀具專業(yè)修磨之條件
修磨中心硬件代表:數(shù)控刀具磨床、手動(dòng)工具磨床、涂層設(shè)備。
砂輪:砂輪對(duì)修磨來(lái)說(shuō)就是刀具。HSS刀具用CBN砂輪修磨,硬質(zhì)合金刀具用金剛石砂輪修磨。要正確選擇砂輪,特別要注意砂輪的粒度,修磨刃口的砂輪選小粒度。
刀具修磨標(biāo)準(zhǔn):針對(duì)不同工件材料優(yōu)選不同的刀具參數(shù)(前后角、鉆心形式、刃口處理形式等);不同制造廠家的刀具其刃型常常不同,需建立不同的修磨方法;為特殊要求的客戶需建立專門的修磨標(biāo)準(zhǔn);跟蹤修磨效果、改善修磨標(biāo)準(zhǔn)、博采眾制造廠家之長(zhǎng);阿諾的修磨標(biāo)準(zhǔn)能基本覆蓋常用刀具的修磨要求。
硬質(zhì)合金鉆的橫刃修正形式:鉆頭的槽型不同,刃型就不同,這樣,橫刃的修磨形式(鉆心)也不同。正確的鉆心將有利于鉆頭的定心、切削、斷屑和壽命。
檢驗(yàn)修磨是否專業(yè)的三個(gè)問(wèn)句
1 能精確修整砂輪嗎?
對(duì)刀具修磨來(lái)說(shuō),砂輪就是刀具,不能精確修整砂輪就無(wú)法精確修磨刀具。
2 能測(cè)量鉆頭的后角嗎?
后角是關(guān)鍵參數(shù),如無(wú)法測(cè)得后角就無(wú)法保證刀具的性能。
3 擁有刀具修磨標(biāo)準(zhǔn)嗎?
如無(wú)標(biāo)準(zhǔn),刀具的修磨就會(huì)隨意。修磨的一致性和穩(wěn)定性就無(wú)法保證。
刀具管理與成本控制
1 新刀編號(hào),便于跟蹤;
2 每次修磨后打標(biāo),便于統(tǒng)計(jì)修磨次數(shù);
3 確保修磨和涂層質(zhì)量,穩(wěn)定刀具使用壽命;
4 統(tǒng)計(jì)刀具使用壽命(鉆孔數(shù)),實(shí)行強(qiáng)制換刀;
5 制訂合理報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn),在確保鉆孔質(zhì)量的前提下,延長(zhǎng)刀具總的使用壽命;
6 統(tǒng)計(jì)修磨次數(shù)及總鉆孔數(shù),計(jì)算出每個(gè)孔的平均刀具費(fèi)用;