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如何优化切削路径,延长刀具寿命[09-22]

提起切削路径,首先让我们来详细分析一下铣刀切削刃的切削过程:铣削是切削刃不断切入和切出工件的循环过程。铣刀采用通用(径向)进给时,所形成的切屑厚度是不断变化的(插铣/轴向进给形成恒定的切屑厚度)。不管铣刀与工件的位置以及进给方向(顺铣/逆铣)如何变化,切削刃的切削作用都可分为三个切削区域,即“切入工件”、“圆弧切削”和“切出工件”。

对于铣削来说,这三个切削区域是同时存在的,但是它们对切削作用的影响却差别甚大,而这直接关系到刀片的寿命:

1) 切入工件

这是三个切削区域中,切削作用受影响程度最低的区域。切入工件时,不管是厚切屑还是薄切屑,硬质合金刀片都能很好地处理伴随产生的压应力的影响。

2)圆弧切削

满槽铣时,接触弧的最大弧度是180°。对于精加工仿形铣削,接触弧会非常短。接触弧越长,传递到切削刃上的热量就会越多。因此,根据切宽的不同,对刀片牌号的要求也会完全不同。

长接触弧—— CVD 涂层牌号可提供最佳的热屏障。

短接触弧——切屑通常很薄,PVD涂层牌号上更锋利的切削刃会产生较少的热量和切削压力。

3)切出工件

采用硬质合金刀片时,如果刀片切出工件时切屑较厚,这将导致刀具寿命的急剧降低。形成的切屑在切口的最终点缺乏足够的支撑,这将使切屑弯曲而不是继续被切削。因为方向的改变,作用到硬质合金刃口上的切削力(压应力变为拉应力)易使切削刃口发生断裂。

对刀具寿命影响最大的切削区域是切出工件。要想提高刀具寿命,优化加工过程,切出工件时的切屑状态是我们关注的重点。

通过对切出工件切屑厚度的研究,我们总结出了铣削加工中的一条黄金法则:

加工工艺必须保证刀片在切出工件时切屑最薄。

掌握了这一黄金法则,我们就可以在切削路径方面进行很多优化工作。顺铣与逆铣就是其中一例。顺铣切出工件时,切屑厚度是零,完全满足黄金法则,因此顺铣会带来更好的刀具寿命。

我们再来看一下铣刀在切入工件时,直线切入与圆弧切入对刀具寿命的影响。

如果我们编程时让刀具直线切入工件,刀刃切离工件时厚切屑会不断产生,直至刀具完全切入工件中,刀片切出工件时的厚切屑将导致刀具寿命降低,甚至彻底损坏,因此不得不在切入时降低进给。

现在,我们向您推荐一种优化的加工方法,从而保证在刀具切入过程中获得最佳的进给率:

顺时针方向圆弧切入。

我们可以看到,铣刀圆弧切入使得刀片切出工件时切屑厚度总是为零,这样就可以获得更高的进给和更长的刀具寿命。

同时需要注意的是,逆时针切入不仅解决不了切屑过厚的问题反而会使情况更为严重。

4个实验对比了在切削耐热合金和不锈钢材料时,直线切入和圆弧切入对刀具寿命的影响。

除了圆弧切入工件,还有另外一种铣削方法也值得推荐,那就是斜线切入。这种方法不仅可以保证刀片在切出工件时获得薄切屑,同时还可以满足切入工件时的小切宽,以降低振动倾向,提高刀具寿命。

优化切削过程,延长刀具寿命,是机械加工业的一大课题。在切削路径上做一些小小的改变,也能给我们带来意想不到的效果。


钨钢铣刀为什么涂层[09-19]

钨钢铣刀涂层是为了提高强度和韧性,涂层作为一个化学屏障和热屏障,减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,从而减少了月牙槽磨损,涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性,切削时可比未涂钨钢铣刀提高刀具寿命3~5倍以上,提高切削速度20%~70%,提高加工精度0.5~1级,降低刀具消耗费用20%~50%。

加工选择铰刀有什么作用和好处[09-12]

金刚石铰刀具有一个或者多个刀齿,用以切除孔已加工外表薄金属层的旋转刀具,经过金刚石铰刀加工后的孔能够取得准确的尺寸和外形。   

铰刀用于铰削工件上已钻削加工后的孔,主要是为了进步孔的加工精度,降低其外表的粗糙度,是用于孔的精加工和半精加工的刀具,加工余量普通很小。用来加工圆柱形孔的铰刀比拟常用。用来加工锥形孔的铰刀是锥形铰刀,比拟少用,按运用状况来看有手用铰刀和机用铰刀,机用铰刀又可分为直柄铰刀和锥柄铰刀,手用的则是直柄型的。铰刀构造大局部由工作局部及柄部组成。工作局部主要起切削和校准功用,校准处直径有倒锥度。而柄部则用于被夹具夹持,有直柄和锥柄之分,按不同的用处铰刀可分许多种,因而关于铰刀的规范也比拟多,我们较常用的一些规范有GB/T1131手用铰刀,GB/T1132直柄机用铰刀,GB/T1139直柄莫氏圆锥铰刀等等。

金刚石铰刀按运用方式分为手用铰刀和机用铰刀,按铰孔外形分为圆柱铰刀和圆锥铰刀,(规范锥铰刀有1:50锥度销子铰刀和莫氏锥度铰刀两品种型).铰刀的容屑槽方向,有直槽和螺旋槽.常用的材质为高速钢.硬质合金镶片,手用铰刀普通材质为合金工具钢(9SiCr),机用铰刀资料为高速钢(HSS),机用铰刀分为直柄机用铰刀和锥柄机用铰刀。

铰刀精度有D4,H7,H8,H9等精度等级,按铰孔的外形分圆柱形、圆锥形和阶梯形3种,装置夹办法分带柄式和套装式两种,按齿槽的外形分直槽和螺旋槽两种。

1.手工铰孔普通留意事项:①工件要夹正.②铰削过程中,两手用力要均衡.③金刚石铰刀退出时,不能反转,因铰刀有后角,铰刀反转会使切屑塞在铰刀刀齿后面和孔壁之间,将孔壁划伤;同时,铰刀易磨损.④铰刀运用终了,要清擦洁净,涂上机油,装盒以免碰伤刃口.  

2.机铰时留意铰削速度和走刀量(查金属切削手册)。 

3.铰削中,必需采用合理的冷却光滑液,手用的导锥锥度较小,前角、后角较小,刃口较尖利,普通刃带较窄,或导锥处痛快没有。


哪些因素会影响刀具的切割性能[09-07]

影响刀具切削性能的因素有:1、切削速度;2、进给量;3、切削深度。

一、切削速度,刀具能够在很高的主轴转速下,对工业工具进行切削加工,但是刀具切削速度的变化,对加工工具的质量影响是不容忽视的。虽然高速的切削能够提高对产品的加工效率,但是在高速的切削状态下,切削温度和切削力的增加,会使刀具的刀尖发生破损,从而导致机床产生振动。而且在加工不同工件材料时,刀具的合理切削速度也会有所不同。所以,在对产品进行加工时,一定要注意切削速度。

二、进给量,如果刀具的进给量过大,很容易使工件上残余几何面积增加,导致工具表面粗糙度增大;如果进给量过小,就会使切削温度上升,切削工具的寿命下降。

三、切削深度,增加刀具的切削深度,会导致刀具的切削力变大、切削热量增加,进一步加剧了刀具的磨损,严重影响了刀具的寿命。而且,如果切削深度增加过大,是非常容易引起刀具出现崩刃。


铣刀的基本知识[09-01]

铣刀的基本知识 

  第一节 铣刀材料的种类及牌号   1、铣刀切削部分材料的基本要求: 

  1)高硬度和耐磨性:在常温下,切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件;具有高的耐磨性,刀具才不磨损,延长使用寿命。 

  2)好的耐热性:刀具在切削过程中会产生大量的热量,尤其是在切削速度较高时,温度会很高,因此,刀具材料应具备好的耐热性,既在高温下仍能保持较高的硬度,有能继续进行切削的性能,这种具有高温硬度的性质,又称为热硬性或红硬性。 

  3)高的强度和好的韧性:在切削过程中,刀具要承受很大的冲击力,所以刀具材料要具有较高的强度,否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动,因此,铣刀材料还应具备好的韧性,才不易崩刃,碎裂。   2、铣刀常用材料: 

  (1)高速工具钢(简称高速钢,锋钢等),分通用和特殊用途高速钢两种。其具有以下特点: 

  a、合金元素钨、铬、钼、钒的含量较高,淬火硬度可达HRC62—70。在6000C高 温下, 仍能保持较高的硬度。 

  b、刃口强度和韧性好,抗振性强,能用于制造切削速度一般的刀具,对于钢性较差的机床,采用高速钢铣刀,仍能顺利切削。 

  c、工艺性能好,锻造、加工和刃磨都比较容易,还可以制造形状较复杂的刀具。   d、与硬质合金材料相比,仍有硬度较低,红硬性和耐磨性较差等缺点。  

(2)硬质合金:是金属碳化物、碳化钨、碳化钛和以钴为主的金属粘结剂经粉未冶金工艺制造而成的。其主要特点如下: 

  能耐高温,在800—10000C左右仍能保持良好的切削性能,切削时可选用比高速钢高4—8倍的切削速度。 常温硬度高,耐磨性好。 抗弯强度低,冲击韧性差,刀刃不易磨的很锋利。 

  常用的硬质合金一般可以为三大类:   ① 钨钴类硬质合金(YG) 

  常用牌号YG3、YG6、YG8,其中数字表示含钴量的百分率,含钴量愈多,韧性愈好,愈耐冲击和振动,但会降低硬度和耐磨性。因此,该合金适用于切削铸铁及有色金属,还可以用来切削冲击性大的毛坯和经淬火的钢件和不锈钢件。   ② 钛钴类硬质合金(YT) 

  常用牌号有YT5、YT15、YT30,数字表示碳化钛的百分率。硬质合金含碳化钛以后,能提高钢的粘结温度,减小磨擦系数,并能使硬度和耐磨性略有提高,但降低了抗弯强度和韧性,使性质变脆,因此,该类合金适应切削钢类零件。   ③ 通用硬质合金 

  在上述两种硬质合金中加入适量的稀有金属碳化物,如碳化钽和碳化铌等,使其晶粒细化,提高其常温硬度和高温硬度、耐磨性、粘接温度和抗氧化性,能使合金的韧性有所增加,因此,这类硬质合金刀具有较好的综合切削性能和通用性,其牌号有:YW1、YW2和YA6等,由于其价格较贵,主要用于难加工材料,如高强度钢、耐热钢、不锈钢等。   第二节 铣刀的种类及标记 

  1、铣刀的种类: 按铣刀切削部分的材料分:   a、高速钢铣刀:较复杂的刀具用此类 

  b、硬质合金铣刀:大都是用焊接或机械夹固于刀体 

  按铣刀的用途分: 

  a、加工平面的铣刀:圆柱铣刀、端铣刀等 

  b、加工沟槽(或阶台)的铣刀:立铣刀、盘形铣刀、锯片铣刀等   c、特形面用的铣刀:成形铣刀等   按铣刀的构造分: 

  a. 尖齿铣刀:齿背的截形是直线或折线,制造和刃磨容易,刃口较锋利。 

  b. 铲齿铣刀:齿背的截形是一条阿基米德螺旋线,这类铣刀刃磨后,只要前角不变,齿形也不变,适宜成形铣刀 

  2、铣刀的标记(材料一般采用W18Cr4V) 尺寸规格标记:圆柱铣刀、三面刃、锯片铣刀等以外径X宽度X内孔(X角度或圆弧半径),立铣刀和键槽铣刀一般只标注外圆直径。   第三节 铣刀的主要几何参数及作用 

  1、铣刀的各部分名称① 基面:通过切削刀上任意一点并与该点切削速度垂直的平面   ② 切削平面:通过切削刃并与基面垂直的平面   ③ 前刀面:切屑流出的平面   ④ 后刀面:与加工表面相对的面 

  2、圆柱铣刀的主要几何角度及作用① 前角γ0:前刀面与基面之间的夹角。 作用是使刀刃锋利,切削时金属变形减小, 切屑容易排出,从而使切削省力; 

  ② 后角α0:后刀面与切削平面之间的夹角。其主要作用是减少后刀面与切削平面之间的磨擦,减小工件的表面粗糙度; 

  ③ 旋角0:螺旋齿刀刃上的切线与铣刀轴线之间的夹角。作用是使刀齿逐步地切入和切离工件,提高切削平稳性。同时,对于圆柱铣刀,还有使切屑从端面顺利流出的作用 

  3、端铣刀的主要几何角度及作用 端铣刀多一个副切削刃,因此除了前角,后角外还有:   ① 主偏角Kr:主切削刃与已加工表面的夹角。其变化影响主切削刃参加切削的长度,改变切屑的宽度和厚度 

  ② 副偏角Krˊ:副切削刃与已加工表面的夹角。作用是减少副切削刃和已加工表面的磨擦,并影响副切削刃对已加工表面的修光作用 

  ③ 刃倾角λs:主切削刃与基面之间的夹角。主要起到斜刃切割的作用   第四节 成形铣刀 

  成形铣刀是用于加工成形表面的专用铣刀,它的刀刃廓形需要根据被加工工件廓形进行设计计算,可在通用铣床上加工形状复杂的表面,能保证形状基本一致,且效率高,在成批生产和大量生产中被广泛应用。 

  1、铲齿的基本概念: 成形铣刀可分为尖齿和铲齿两种. 

  尖齿成形铣刀的铣削和重磨需要专用靠模,制造和刃磨都较困难。 

  铲齿成形铣刀齿背是在铲齿车床上铲削和铲磨而成,重磨时只磨前刀面,因为前刀面是平面,所以刃磨比较方便,目前成形铣刀主要采用铲齿齿背结构。铲齿齿背应满足两个条件:①重磨后切削刃形状不变;②获得所需后角。 

  2、齿背曲线及方程: 通过铣刀切削刃上任意点作垂直于铣刀轴线的端剖面,它与齿背表面的交线称为铣刀的齿背曲线。 

  齿背曲线主要应满足两个条件:一是铣刀每次重磨后的后角基本不变;另一是制造简单。   能满足后角不变的曲线只有对数螺旋线,但难以制造。阿基米德螺旋线能满足后角基本不变,制造简单,容易实现。所以在生产上广泛采用阿基米德螺旋线作为成形铣刀齿背曲线。   由几何学知识,阿基米德螺旋线上各点的向量半径ρ值,随向量半径的转角θ值的增减而等比例地增减。。 

  因此,只要由等速旋转运动与沿半径方向的等速直线运动两者组合,就可获得阿基米德螺旋线。 

  用极坐标来表示:当θ=00时,ρ=R,(R为铣刀半径),当θ>00时,ρ   铣刀齿背的一般方程式为: ρ=R-CQ 

  假设铲刀不退回,则铣刀每转过一个齿间角ε=2π/z ,铲刀的铲齿量为K,与此相适应,凸轮的升高量也应为K。为了使铲刀能等速移动,凸轮上的曲线应为阿基米德螺旋线,故容易制造。此外,凸轮尺寸仅决定于铲销量K值,与铣刀直径齿数及后角无关。只要产销量相等,凸轮即可通用。这也是目前铲齿成形铣刀齿背广泛采用阿基米德螺旋线的原因。   当铣刀半径R和铲削量K为已知时,既可求得C:   当θ=2π/z 时 ρ=R-K 

  则 R-K=R-2πC /z ∴ C= Kz/2π   第五节 铣刀钝化之后会出现的现象 

  1、 从切屑形状上看,切屑变得粗大,呈片状,由于切屑温度升高,切屑颜色发紫冒烟。   2、 工件加工表面的粗糙度很差,工件表面出现亮点有啃刀痕迹或波纹。   3、 铣削过程产生很严重的振动,且有不正常噪音。   4、 从刀口形状看,刀口有发亮的白点。 

  5、 当采用硬质合金铣刀铣钢件时,常飞出大量火雾。 

  6、 用高速钢铣刀铣钢件,如用油类润滑冷却时,会产生大量烟雾。 

  当铣刀钝化之后,应及时停车检查铣刀磨损情况,如果磨损的较轻微,可用油石修磨切削刃,然后再用;如果磨损得较重,必须进行刃磨,以防止铣刀过度的磨损。


铣刀的硬度大约是多少?[08-28]

现在的铣刀的材料都是高速钢,其硬度在HRC62~65之间.如果是高钴高速钢的话,其硬度可以达到HRC69~70.加工不锈钢材料,应该使用YG类的硬质合金刀具,比如YG8、YG8N,以及YW1、YW2 .

硬质合金锯片铣刀特点[08-23]

硬质合金锯片铣刀特点:

硬质合金硬度高、红硬性好、耐磨、寿命长;因此整体硬质合金锯片是目前国内的高端刀具,在充分发挥它的各项优点的前提下,综合考虑它的生产成本反而低,所以近几年来用它替代高速钢锯片的用户增长较快。


铣刀的几种常见类型[08-19]

铣刀是一种主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要有圆柱形铣刀、面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀、角度铣刀、锯片铣刀、T形铣刀等几种常见类型,下文是这几类铣刀的详细介绍。

圆柱形铣刀:

用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上,按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少,刀齿强度高,容屑空间大,适用于粗加工;细齿铣刀适用于精加工。

面铣刀:

用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面,端面和圆周上均有刀齿,也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种。

立铣刀:

用于加工沟槽和台阶面等,刀齿在圆周和端面上,工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时,可轴向进给。

三面刃铣刀:

用于加工各种沟槽和台阶面,其两侧面和圆周上均有刀齿。

角度铣刀:

用于铣削成一定角度的沟槽,有单角和双角铣刀两种。

锯片铣刀:

用于加工深槽和切断工件,其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦,刀齿两侧有15′~1°的副偏角。此外,还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等。

T形铣刀:

用来铣T形槽。


什么叫可转位面铣刀?[08-15]

在切削加工中,当一个刃尖磨钝后,将刀片转位后使用另外的刃尖,这种刀片用钝后不再重磨。多数可转位刀具的刀片采用硬质合金,也有采用陶瓷、多晶立方氮化硼或多晶金刚石的。1949~1950年间,美国最早研制成采用机械夹固的可转位车刀,并于1954年开始出售称为丢弃式(throw-away)的可转位刀片和车刀商品。中国曾称这种刀具为“不重磨刀具”。

硬质合金切削工具的使用应注意的安全事项[08-11]

硬质合金切削工具的使用应注意的安全事项

1、硬质合金材料的比重大,因此,在尺寸和数量大时,需要特别注意,应作为重物处理。

2、硬质合金切削刀具在磨削加工时会产生较高的切削温度和粉尘、气雾。当粉尘、汽雾接触到眼睛或皮肤,以及被人体吸入都会产生危害。

3、故对硬质合金切削刀具进行磨削或刃磨时,推荐您使用局部吸尘装置、带口罩、眼睛和手套等保护措施。若手上沾上粉尘,应用肥皂和水彻底清洗干净。

4、切勿在工作地就餐,餐前应将手洗干净。应用吸尘器或洗涤方法去除衣服上的粉尘,切勿用手拍粉尘。

5、反复或长期接触粉尘会影响皮肤、呼吸器管和心脏等。


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