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专业生产整体硬质合金工具|可提供非标刀具定制服务

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硬质合金刀具科普知识[06-28]

    刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具,还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的,但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以"刀具"一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。  

    刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28~前20世纪,就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪),由于掌握了渗碳技术,制成了铜质刀具。当时的钻头和锯,与现代的扁钻和锯已有些相似之处。  

    然而,刀具的快速发展是在18世纪后期,伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年,法国的勒内首先制出铣刀。1792年,英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明最早的文献记载是在1822年,但直到1864年才作为商品生产。  

    那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的,许用的切削速度约为5米/分。1868年,英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年,美国的泰勒和.怀特发明高速钢。1923年,德国的施勒特尔发明硬质合金。  

    在采用合金工具钢时,刀具的切削速度提高到约8米/分,采用高速钢时,又提高两倍以上,到采用硬质合金时,又比用高速钢提高两倍以上,切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。  

    由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵,刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949~1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片,不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年,德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年,美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。  

    1969年,瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法,生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年,美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法,在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性,与表层的高硬度和耐磨性结合起来,从而使这种复合材料具有更好的切削性能。  

    刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具,包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等;孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等;螺纹加工工具,包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等;齿轮加工刀具,包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等;切断刀具,包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外,还有组合刀具。  

    按切削运动方式和相应的刀刃形状,刀具又可分为三类。通用刀具,如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等;成形刀具,这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状,如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等;展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件,如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。  

    各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上;镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。  

    刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上,借助轴向键或端面键传递扭转力矩,如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。  

    带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。车刀、刨刀等一般为矩形柄;圆锥柄靠锥度承受轴向推力,并借助摩擦力传递扭矩;圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具,切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合金钢制成,而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。  

    刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分,包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就是切削部分,如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等;有的刀具的工作部分则包含切削部分和校准部分,如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用是用刀刃切除切屑,校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。  

    刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃;焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上;机械夹固结构又有两种,一种是把刀片夹固在刀体上,另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构;瓷刀具都采用机械夹固结构。  

    在选择刀具的角度时,需要考虑多种因素的影响,如工件材料、刀具材料、加工性质(粗、精加工)等,必须根据具体情况合理选择。通常讲的刀具角度,是指制造和测量用的标注角度在实际工作时,由于刀具的安装位置不同和切削运动方向的改变,实际工作的角度和标注的角度有所不同,但通常相差很校制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性,必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性,良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等),并不易变形。  

    通常当材料硬度高时,耐磨性也高;抗弯强度高时,冲击韧性也高。但材料硬度越高,其抗弯强度和冲击韧性就越低。高速钢因具有很高的抗弯强度和冲击韧性,以及良好的可加工性,现代仍是应用最广的刀具材料,其次是硬质合金。  

    聚晶立方氮化硼适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等;聚晶金刚石适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。  

    硬质合金可转位刀片现在都已用化学气相沉积法涂覆碳化钛、氮化钛、氧化铝硬层或复合硬层。正在发展的物理气相沉积法不仅可用于硬质合金刀具,也可用于高速钢刀具,如钻头、滚刀、丝锥和铣刀等。硬质涂层作为阻碍化学扩散和热传导的障壁,使刀具在切削时的磨损速度减慢,涂层刀片的寿命与不涂层的相比大约提高1~3倍以上  

    由于在高温、高压、高速下,和在腐蚀性流体介质中工作的零件,其应用的难加工材料越来越多,切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况,刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料;进一步发展刀具的气相沉积涂层技术,在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层,更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾;进一步发展可转位刀具的结构;提高刀具的制造精度,减小产品质量的差别,并使刀具的使用实现最佳化。


非标刀具的技术管理方式有什么特点[06-23]

刀具广泛应用于机械加工中心,柔性制造单元和自动生产,包括汽车发动机、柴油机、摩托车、压缩机、军工、电子、航天等机械制造行业。公司主要产品:各种整体硬质合金式,焊接式非标刀具及量规。一、整体硬质合金式(1)钻削式非标刀具:中心钻、平钻、麻花钻、台阶钻、抛光钻、铰刀、复合钻。(2)铣削式非标刀具:锥度铣刀、环型铣刀、T型槽铣刀、燕尾槽铣刀、锯片铣刀、球头铣刀。

随着市场经济体制的建立,企业产品结构的调整,企业原来按计划经济体制建立的非标刀具技术管理体系自然出现了新的情况,特别是配件企业非标刀具的技术管理方式在很大程度上已不在适应形势的客观要求。 原来在计划经济体制下,企业产品基本固定不变,非标刀具设计完成后在用于生产。 由于各种大型复合材料中要求加工的紧固件孔越来越多,机床面临的挑战越来越变为大量很深的和复杂的孔加工。这是2个完全不同的应用领域,但其共同点是为了获得令人满意的加工结果和具有竞争力的加工性能,必须使用定制化的刀具。非标刀具非标刀具是指最适用于对零件进行完全切割。


使用铰刀有哪些注意事项 解决铰刀问题的方法[06-20]

合金铣刀厂家公司是一家专业的铰刀、合金铣刀厂家公司,今天我们的专家会为大家带来“使用铰刀有哪些注意事项 解决铰刀问题的方法”,希望通过我们的介绍让您对使用铰刀有哪些注意事项等问题有更深入的了解

铰刀使用的一般注意事项:

一.使用手工铰刀时要注意:

1.工件要夹正

2.铰削过程中,两手用力要平衡

3.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.铰刀使用完毕,要清擦干净,涂上机油,装盒以免碰伤刃口.

二.机铰时注意铰削速度和走刀量

三.铰削中,必须采用合理的冷却润滑液.

手用的导锥锥度较小,前角、后角较小,刃口较锋利,一般刃带较窄铰刀,使用铰刀有哪些注意事项或导锥处干脆没有。

解决铰刀可能出现的问题的措施:

(1)孔径增大,误差大

根据具体情况适当减小铰刀外径;降低切削速度;适当调整进给量或减少加工余量;适当减小主偏角;校直或报废弯曲的不能用的铰刀

(2)孔径缩小

更换铰刀外径尺寸;适当提高切削速度;适当降低进给量;适当增大主偏角;选择润滑性能好的油性切削液

(3)铰出内孔不圆

刚性不足的铰刀可采用不等分齿距的铰刀,铰刀的安装应采用刚性联接,增大主偏角;选用合格铰刀,控制预加工工序的孔位置公差

(4)孔表有棱面使用<解决铰刀问题的方法 p="">

减小铰孔余量;减小切削部分后角;修磨刃带宽度;选择合格毛坯;调整机床主轴

(5)内孔表面粗糙度值高

降低切削速度;根据加工材料选择切削液;适当减小主偏角,正确刃磨铰刀刃口

(6)铰刀的使用寿命低

根据加工材料选择铰刀材料,可采用硬质合金铰刀或涂层铰刀;严格控制刃磨切削用量,避免烧伤;经常根据加工材料正确选择切削液


常用铰刀的特点,用途以及种类[06-16]

常用铰刀的特点,用途以及种类

铰刀的特点:铰刀效率(精镗孔均是单刃切削,而铰刀都在4-8刃切削,所以效率远高镗刀)、高精度、铰刀刃口带有刃带,所以获得更好的粗糙度;

用于铰削工件上已钻削、扩孔、镗孔的加工后的孔,主要是为了进步孔的加工精度,提高工件表面的粗糙度,是用于孔的精加工和半精加工的一种刀具,加工余量一般很。  

用来加工圆柱形孔的铰刀比较常用。

用来加工锥形孔的铰刀是锥形铰刀,比较少用。

按使用情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。   

铰刀结构大部分由工作部分及柄部组成。工作部分主要起切削和校准功能,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。   按不同的用途铰刀可分很多种,因此关于铰刀的标准也比较多,我们较常用的一些标准有手用铰刀,直柄机用铰刀,锥柄机用铰刀,直柄莫氏圆锥铰刀等等。   

铰刀按使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,(标准锥铰刀有1:50锥度销子铰刀和莫氏锥度铰刀两种类型).铰刀的容屑槽方向,有直槽和螺旋槽.   

铰刀精度有D4,H7,H8,H9等精度等级。   

按铰孔的外形分圆柱形、圆锥形和门路形3种;   

安装夹方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   

铰刀定做:在定做非标刀具中,铰刀是一种更为常见的定做刀具,根据不同产品,孔深、直径、精度、粗糙度要求、工件材质来定做铰刀,会得到更好的寿命,精度、粗糙度以及稳定性。


刀具磨耗补偿在数车螺纹加工中的应用[06-14]

螺纹加工是数控车削生产中一项最基本,也是难度最大的加工内容。 随着科学技术的发展以及数控车削加工工艺要求的不断提高,螺纹加工面临着非常严峻的考验。 在实际螺纹加工生产过程中,G 代码编程是一种传统的加工方法,其螺纹中径合格率比较低,如果能够准确掌握并灵活运用刀具磨耗补偿方法,不仅能够有效提高螺纹中径合格率,还有利于提升螺纹加工生产效率、生产质量。 本篇论文主要对数车螺纹加工中刀具磨耗补偿应用的相关问题进行了分析与探讨。

近年来,市场对机械产品的要求不断提高,不仅要求机械产品具有通用性与灵活性,还需要其具有较高的精度。为有效提高螺纹加工产品的螺纹中径合格率,可以在数车螺纹加工中灵活运用刀具磨耗补偿方法。

1 、数车螺纹加工中应用 G 代码编程方法的问题

在机械产品中,螺纹零件的种类繁多且比较复杂,三角形螺纹套、三角形螺纹轴具有连接作用,在实际生活中较为常见。传统数控车削螺纹加工中,应用 G 代码编程是一种较为普遍的方法。一般情况下,数控车削螺纹加工所使用的数控车床是 FANUC 型,所应用的 G 代码编程方法主要有三种,第一种螺纹切削指令是固定循环的,其主要用于生产圆柱型螺纹的过程中,具体指令为 G92X_Z(W)_F_;第二种螺纹切削指令是单行程的,即 G32X(U)_Z(W)_F_;第三种螺纹切削指令是复合循环式 的 ,即 G76X(U)_Z(W)_R(i)P(k)Q(△d)F(f);G76P(m)(r)(a)Q(△d- min)R(d)。上述三种 G代码编程方法均是数控车削螺纹加工方法,在实际应用过程中,一般需要根据降刀次数、进刀次数、螺纹外径、实际小径等进行相应的编程,以确保螺纹产品能够有较为良好的品质。但现实情况却是,因为受到了刀具磨耗等相关问题的影响,G 代码编程方法

在实际应用过程中仍旧存在一些问题,像,中径合格率低,诸如此类问题的存在既会对螺纹的加工生产带来一定的不利因素,也会给螺纹零件的实际应用造成了非常大的影响,需要进一步改进与完善。

2 、刀具磨耗补偿应用的思考

2.1 应用原理探究

螺纹加工中,需要分多次进行螺纹刀加工,从而会对刀具造成一定的磨损,刀具半径会逐渐变小,利用此类刀具进行生产时,难免会使工件出现一定的误差,若是其出现的误差超出公差的要求范围,就会导致产品无法满足有关生产标准的要求,进而增加螺纹中径的不合格率,尤其是在应用 FANUC- 0i 数控系统进行螺纹加工的过程中,这一现象尤为突出。再加上,螺纹加工过程中,螺纹中径的尺寸也会因为其自身特性、机床精度等所造成的影响,导致加工出的实际尺寸超出了螺纹中径公差的标准范围。如果出现这样的情况,就需要重新编制生产程序,也要对已经加工制作完成的螺纹进行重新修正。操作内容是这样的:第一步,将刀具磨耗界面打开;第二步,在螺纹刀的 X 方向上、刀号上等方面输入相应的磨耗。如果完成上述操作的螺纹零件,其中径不合格,那么就继续将磨耗输入进去,至合格为止。

在螺纹加工时,在螺纹进给量方面,需要保留余量,一般情况下,余量采用△d 进行表示,在打开刀具磨耗补偿界后,一一输入△d1、△d2、△d3……等(它们是逐渐降低的关系),至合格为止。

2.2 数车螺纹加工过程中实际应用刀具磨耗补偿的分析

在实际应用刀具磨耗补偿这一方法进行数车螺纹加工时,第一步就是要对 G 代码编程进行一定的调整。一般要在螺纹的直径方向留出一定的余量。待螺纹加工完成后,需要对其进行进一步检测,此时所利用的是螺纹通止环规,若是不合格,需要再一次地返回加工。在重新编程后开展磨耗补偿加工,首先,要在面板上按下“OFFSET”功能键或者

选择“磨耗”软键,之后打开刀具补偿界面,点击“磨耗”,并在 G01 处输入相应的数值,然后再按下“磨耗”软键,之后返刀具磨耗补偿至程序中的第一行,并使用功能键“跳步”,此时,就要在当前的程序下,把循环启动按钮开启,这样做之后就能够使其自动地进行加工处理。执行完 N40条,N80 条就可直接操作,至重新回到换刀点,点击暂停,之后需要对其进行进一步检测,此时所利用的是螺纹通止环规,检测不合格就要继续运行,至合格为止。

2.3 应用效果

数车螺纹加工过程中,利用 FANUC- 0i 数控系统,且应用刀具磨耗补偿方法,可以使操作更加简单方便,还可以确保将螺纹中径控制在公差尺寸规定的范围内,从而在很大程度上提高了螺纹加工合格率。在熟练掌握刀具磨耗补偿方法之后,就可以将其灵活应用于别的工件上,像端面的加工、外圆的加工、槽的加工等等。在实际应用过程中,如果在精车后出现超过标准范围的问题,就可以利用刀具磨耗补偿,对其进行进一步的修复,最终使所需要加工的零件达到设计的标准要求。任何事物都有两面性,刀具磨耗补偿不仅有优点,也有不足之处,主要体现在:首先,对加工尺寸比较小的项目来说,其起不到修复效果;其次,刀具磨耗补偿方法并不是适用所有刀路的,往往只能在利用等高方式、加工 2D与 3D 形状的刀路中能够起到修复作用。

3 、结语

综上所述,数车螺纹加工过程中刀具磨耗补偿的灵活与有效应用,有利于提高螺纹中径合格率,保证加工螺纹中径尺寸可以满足相关标准的要求,但仍有一定的缺点,相信随着科学技术的不断进步,刀具磨耗补偿方法能够得到进一步改进,为提升螺纹加工生产效率、生产质量提供更大的帮助


破损硬质合金铣刀的修复刃磨[06-08]

1 刀具易破损的因素

成形硬质合金铣刀由于形状公差小而被广泛使用,因不能直接更换刀片,铣刀崩刃后大多做报废处理,极大地提高了加工成本。

1.1 铣削加工材料的属性

在切削钛合金时,由于钛合金的导热性差,切屑容易粘接在刀尖刀刃附近或形成积屑瘤,在刀尖附近的前、后刀面上形成高温区,使刀具红硬性丧失,磨损加剧。在高温条件下的持续切削中,粘结物和熔接物受到后续加工的冲击,在被强迫冲离的过程中会带走部分刀具材料,造成刀具的缺损和破损。此外,当切削温度达到600℃以上时,零件表面会形成硬化硬层,对刀具产生强烈的磨损作用。钛合金弹性模量低,弹性变形大,接近后刀面处工件表面回弹量大,所以已加工表面与后刀面的接触面积大,磨损严重。

1.2 正常磨损

在正常生产加工中,当连续铣削钛合金零件余量达到15mm-20mm时就会出现刀刃磨损严重的情况。继续铣削的效率极低,而且加工件表面光洁度很差,不能满足生产和质量要求。

1.3 操作不当

生产加工钛合金铸件箱体和箱盖等过程中,装夹不合理、切削深度不适宜、主轴转速过快、冷却不充分等不当的操作会导致刀具出现崩刃、破损、折断等情况。这类缺损铣刀除不能进行有效铣削外,还会在铣削过程中因“啃刀”造成加工面呈凹陷状等表面缺陷,不仅影响铣削面的加工质量,严重时还会导致加工件报废。

2 改进方法

2.1 切削刃微崩

切削刃微崩(即轻度破损)的情况最为常见,只需通过砂轮机将切削刃损坏的部分修磨掉,即可实现刀具的重新利用。修磨硬质合金铣刀宜选用碳化硅砂轮,且不可以蘸水磨削,否则硬质合金会因骤冷开裂而完全报废。刃磨过程见图1。图2为新刀具与报废刃磨后刀具的对比。

经过砂轮机的磨削,刃磨后刀具的有效长度比未使用的新刀具短,但此过程间接增强了刀具刚性,使加工表面质量更好,提高了铣削效率。

由于钛合金铸件毛坯成型后会形成硬而脆的不均匀外皮,极易造成崩刃现象,使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。建议适当加大粗加工第一次走刀时的背吃刀量(2mm-4mm),以控制刀尖在工件表面硬皮之下为宜,防止刀尖直接接触硬皮而出现崩刃现象。

2.2 改变刀具几何参数

在刀具刃磨过程中,可以通过改变刀具几何参数来提高刀具的使用寿命、加工表面质量和切削效率。图3为刀头放大图。

经过对报废的硬质合金铣刀切削刃部分的研究发现,新刀具的切削刃部分设计存在缺陷,即缺少过渡面和过渡刃。这是导致主切削刃强度不够,从而导致刀具磨损较快,易出现“崩刃”现象的主要原因。

通过刃磨出圆弧过渡平面实现在切削刃部分添加圆弧过渡刀刃,达到增强刀尖强度的目的,既解决了切削刃易磨损、易崩刃的难题,又提高了加工件表面光洁度和铣削效率。同时减小刀尖处的切削厚度,在较小的切削厚度下形成已加工表面,有利于提高铣削面表面粗糙度。此外,还可以修磨出修光刀刃,并使其平行于已加工表面,起到修光表面作用,提高加工表面的质量。通过反复实践,得出不同规格立铣刀相应圆弧过渡刃的半径参数见表1。

2.3 报废刀柄的再利用

刀具经过反复的崩刃和刃磨之后,切削刃部分会被磨削殆尽而只剩下刀柄部分;或者因为使用过程中的操作不当而导致刀具直接从刀柄处断裂。在这种情况下,可以利用刀柄剩余的有效长度经线切割、磨削、热处理等方法加工成成形单刀,使单刀能够在安全有效的装夹范围内使用,既可以利用其铣平面、割槽、倒角,又可以用其进行镗孔等,实现报废刀具的再利用。图4是报废刀柄加工成的单刀。

为了增加立铣刀刀刃部分的刚性和强度,对相应部分进行热处理以及表面涂层,并对刀具切削刃部分进行特殊处理。借鉴此做法,为了更好地利用破损立铣刀刀柄部分(YG硬质合金)改磨成的单刀,需要通过热处理淬火,将刀具刃部硬度增加到54-57HRC,从而提高刀具的使用寿命。

经过对大量硬质合金报废铣刀进行改进实践和反复使用,现已形成一套完整的报废硬质合金铣刀改磨成单刀的工艺路线:①线切割将刀柄割方;②在砂轮机上刃磨出刀头大致形状;③刃部淬火加热完毕后投入硝盐中冷却,使硬度达到54-57HRC;④精磨出刀头部分,刃磨的一般顺序是:磨后刀面—磨副后刀面—磨前刀面—磨出过渡刃。

3 改进效果

通过手工刃磨的方法使报废硬质合金铣刀成为可再用的加工钛合金材料的专用铣刀,类型可分为圆柱铣刀、普通单刀、T型单刀等。据不完全统计,使用该方法已成功刃磨成形立铣刀约100把,反复刃磨1200多次,且刃磨后刀具的使用寿命较重新磨刃前提高2-3倍。

在实际加工中,使用刃磨好的Walterφ16mm硬质合金立铣刀加工的工件表面光洁度可达Ra1.6。

4 小结

通过分析硬质合金成形铣刀的破损原因,根据报废硬质合金铣刀缺损部位的不同和可利用部位的长短,通过手工刃磨微崩切削刃的破损部位、增加圆弧过渡刃、将报废刀柄改磨成单刀的方法,使报废硬质合金铣刀得以重新利用,提高了使用寿命和铣削效率,大幅降低了加工成本。


陶瓷刀具应用的注意事项[06-03]

不同种类的陶瓷刀具有着不同的应用范围,故须正确选择刀具陶瓷的种类与牌号,使其与被加工材料相“匹配”。

刀具陶瓷与工件材料匹配

不同种类的陶瓷刀具有着不同的应用范围,故须正确选择刀具陶瓷的种类与牌号,使其与被加工材料相“匹配”。氧化铝(Al2O3)基陶瓷适于加工各种钢材(素结构钢、合金结构钢、高强度钢、高锰钢、淬硬钢等)和各种铸铁,也可加工铜合金、石墨、工程塑料和复合材料;加工钢优于Si3N4基陶瓷刀具;但不宜用来加工铝合金和钛合金,否则容易产生化学磨损。Si3N4基陶瓷加工范围与氧化铝基陶瓷类似,最适于高速加工铸铁和高温合金,一般不宜用来加工产生长切屑的钢料(如正火和热轧状态)。赛阿龙(Sialon) 陶瓷最适于加工各种铸铁(灰铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁、高合金耐磨铸铁等)和镍基高温合金,不宜用来加工钢料。

选择合理的刀具几何参数

目前,刀具陶瓷的一些新品种在强度和韧性方面有了较大的提高,但毕竟是脆性材料,抗弯强度较低而抗压强度高。为了充分发挥陶瓷刀具材料抗压强度高的特点,陶瓷刀具一般采用负前角。但倒棱后的刀具使切削力增加,故加工刚性差的工件时不应磨出负倒棱。

选择合理的切削用量

陶瓷刀具有良好的耐热性与耐磨性,故切削用量对刀具磨损的影响要比硬质合金刀具小。因此,切削时应根据被加工工件材料的性质,在机床功率、工艺系统刚性和刀片强度允许前提下,尽量选用较大的背吃刀量和切削速度进行切削,以充分发挥高温性能好的特点。例如,常州柴油机厂用装有Si3N4刀片(SM牌号)的机夹面铣刀(直径250mm,齿数7个) 铣削HT200汽缸盖下平面(160mm X 134mm)时的切削用量为:切削速度471m/min,背吃刀量(吃深)3mm,进给速度是300-1180mm/min,工效比硬质合金面铣刀高2.5~10倍。由于进给量对刀具破损的影响最为敏感,所以开始切削时的进给量应先取得小些,通过试切逐步增加,一直到刀具不出现破损。陶瓷刀具工作时通常是干式切削,如用湿式切削,刀具寿命较长。但在刀具切入工件前就应浇注切削液直到切削完毕为止,切削液必须连续供给,不能时断时续,否则容易引起刀具破损或崩刃。同理,在切削过程中还应尽量避免中途停车或变换切削用量。左旋肉碱副作用瘦身霜哪种眼霜好去皱去皱眼霜去角质去黑头哪个牌子的好去痘印什么中性香水好用

陶瓷刀具的结构与刃磨

目前陶瓷刀具的结构大多采用机夹可转位刀片的结构形式。刀片的形状有三边形、正方形、棱形和圆形等。刀片夹紧必须牢固可靠,夹紧力方向应使刀片紧靠定位面。

陶瓷刀具的刃磨应在工具磨床上用夹具的刃磨,以保证刃磨质量。刃磨陶瓷刀具目前大多采用树脂结合剂的金刚石砂轮,粗磨选用80/100~100/120粒度号,精磨、细磨用170/200~325/400粒度,浓度为75%~100%。

选择合适的机床设备

使用陶瓷刀具的机床必须为高刚度、大功率和高转速,这样才能充分发挥它的性能,取得好的经济效益。此外,机床精度要好,装夹工件的夹具和夹紧装置必须可靠,以免加工时产生振动,使陶瓷刀具破损。必须指出,目前生产中不少机床设备还不能满足陶瓷刀具的加工要求,所以陶瓷刀具的潜力未能得到充分发挥,今后随着数控机床(NC)和加工中心(MC)等高效设备应用的增多,必将进一步推动陶瓷刀具的使用。


硬质合金刀具的使用规模及应用种类[05-26]

常用硬质合金刀具的使用规模

YG类合金:首要用于加工铸铁、有色金属和非金属资料.细晶粒硬质合金(如YG3X,YG6X)在含钴量相一起比中晶粒的硬度和耐磨性高些,适用愈加工一些特别的硬铸铁,奥氏体不锈钢,耐热合金,钛合金,硬青铜和耐磨的绝缘资料等.

YT类合金:杰出优点是硬度高,耐热性好,高温时的硬度和抗压强度比YG类高,抗氧化功能好.因而,当要求刀具有较高的耐热性及耐磨性时,应选用TiC含量较高的牌号.YT类合金适合于加工塑性资料如钢材,但不宜加工钛合金,硅铝合金.

YW类合金:兼具YG,YT类合金的功能,归纳功能好,它即可加工钢材,又可用于加工铸铁和有色金属.这类合金如添加钴含量,强度可很高,可用于各种难加工资料的粗加工和断续切削.

硬质合金刀具在生产过程中防止发生裂纹首要有四方面:

1、刀排自身有疑问。刀片下面的刀排厚度不能低于刀片厚度的1.5倍(最佳大于2倍)。

2、焊接中要把刀片烘透(也不能过火),铜水要悉数流到焊接面(也即是不能有虚焊)。

3、焊接后的冷却要慢,最佳用黄沙把焊接后的刀排掩盖起来,12小时后再用。

4、刃磨过程中不要水冷(可以用气冷),不要把刀片磨削的太热。


螺纹加工新利器:硬质合金可转位螺纹铣刀[05-24]

硬质合金可转位螺纹铣刀是我单位的研究课题项目,2009年归入成都市新都区科技计划项目,2010年归入成都市地方创新基金计划项目,2010年获得科研院所技术开发研究专项资金。本产品是用于数控铣刀上加工各种标准螺纹的高效、精密螺纹加工刀具。

随着科技的进步,传统的螺纹车削工艺已不能满足我们的加工需求:

1、大重量,大体积零件无法在车床上装夹;

2、盲孔难车削加工螺纹;

3、异形工件在车床上难装夹定位;

4、加工大尺寸螺纹时效率太低;

5、加工难加工材料时效率很低且刀具寿命很短;

6、车床强度不能满足车削要求;

7、断屑不好或排屑困难等。

正是在这种背景之下,螺纹铣刀应运而生。其优点是:螺纹铣削加工可以实现重载切削、高速切削、可以完成难加工材料的切削,具有加工效率高、螺纹质量高(可以实现较低的表面粗糙度)、刀具通用性好、加工安全性好等诸多优点,可以显着降低用户刀具成本,仅用一把刀具就可以生产出具有相同螺距但不同直径的螺纹,并可在任何螺纹公差带内制造加工。不仅减少了用户机床占有率,而且加工效率成倍增加。本刀具是加工不锈钢、铸铁、铸钢、高强度钢及有色金属等材料的高效精密螺纹铣削刀具。产品型号涵盖所有标准螺纹种类,能在标准铣刀杆上安装使用,并有现货供应。

目前,我国的螺纹加工普遍停滞在车削的加工工艺传统。可转位螺纹铣刀的研制成功并应用于生产,填补了国内螺纹铣削刀具零的空白,打破了国外企业长期的垄断地位,使我国的螺纹加工工艺水平提高到一个新的台阶,这对我国的制造业的发展具有十分重要的意义。


破损硬质合金铣刀的修复刃磨[05-20]

1 刀具易破损的因素

  成形硬质合金铣刀由于形状公差小而被广泛使用,因不能直接更换刀片,铣刀崩刃后大多做报废处理,极大地提高了加工成本。

  1.1 铣削加工材料的属性

  在切削钛合金时,由于钛合金的导热性差,切屑容易粘接在刀尖刀刃附近或形成积屑瘤,在刀尖附近的前、后刀面上形成高温区,使刀具红硬性丧失,磨损加剧。在高温条件下的持续切削中,粘结物和熔接物受到后续加工的冲击,在被强迫冲离的过程中会带走部分刀具材料,造成刀具的缺损和破损。此外,当切削温度达到600℃以上时,零件表面会形成硬化硬层,对刀具产生强烈的磨损作用。钛合金弹性模量低,弹性变形大,接近后刀面处工件表面回弹量大,所以已加工表面与后刀面的接触面积大,磨损严重。

  1.2 正常磨损

  在正常生产加工中,当连续铣削钛合金零件余量达到15mm-20mm时就会出现刀刃磨损严重的情况。继续铣削的效率极低,而且加工件表面光洁度很差,不能满足生产和质量要求。

  1.3 操作不当

  生产加工钛合金铸件箱体和箱盖等过程中,装夹不合理、切削深度不适宜、主轴转速过快、冷却不充分等不当的操作会导致刀具出现崩刃、破损、折断等情况。这类缺损铣刀除不能进行有效铣削外,还会在铣削过程中因“啃刀”造成加工面呈凹陷状等表面缺陷,不仅影响铣削面的加工质量,严重时还会导致加工件报废。

  

图1 刃磨过程

  2 改进方法

  2.1 切削刃微崩

  切削刃微崩(即轻度破损)的情况最为常见,只需通过砂轮机将切削刃损坏的部分修磨掉,即可实现刀具的重新利用。修磨硬质合金铣刀宜选用碳化硅砂轮,且不可以蘸水磨削,否则硬质合金会因骤冷开裂而完全报废。刃磨过程见图1。图2为新刀具与报废刃磨后刀具的对比。

  

图2 新刀具与报废刃磨后刀具的对比

  经过砂轮机的磨削,刃磨后刀具的有效长度比未使用的新刀具短,但此过程间接增强了刀具刚性,使加工表面质量更好,提高了铣削效率。

  由于钛合金铸件毛坯成型后会形成硬而脆的不均匀外皮,极易造成崩刃现象,使得切除硬皮成为钛合金加工中最困难的工序。建议适当加大粗加工第一次走刀时的背吃刀量(2mm-4mm),以控制刀尖在工件表面硬皮之下为宜,防止刀尖直接接触硬皮而出现崩刃现象。

  

图3 刀头放大图

  2.2 改变刀具几何参数

  在刀具刃磨过程中,可以通过改变刀具几何参数来提高刀具的使用寿命、加工表面质量和切削效率。图3为刀头放大图。

  经过对报废的硬质合金铣刀切削刃部分的研究发现,新刀具的切削刃部分设计存在缺陷,即缺少过渡面和过渡刃。这是导致主切削刃强度不够,从而导致刀具磨损较快,易出现“崩刃”现象的主要原因。

  通过刃磨出圆弧过渡平面实现在切削刃部分添加圆弧过渡刀刃,达到增强刀尖强度的目的,既解决了切削刃易磨损、易崩刃的难题,又提高了加工件表面光洁度和铣削效率。同时减小刀尖处的切削厚度,在较小的切削厚度下形成已加工表面,有利于提高铣削面表面粗糙度。此外,还可以修磨出修光刀刃,并使其平行于已加工表面,起到修光表面作用,提高加工表面的质量。通过反复实践,得出不同规格立铣刀相应圆弧过渡刃的半径参数见表1。

  表1 常用规格立铣刀圆弧过渡刃(mm)

  2.3 报废刀柄的再利用

  刀具经过反复的崩刃和刃磨之后,切削刃部分会被磨削殆尽而只剩下刀柄部分;或者因为使用过程中的操作不当而导致刀具直接从刀柄处断裂。在这种情况下,可以利用刀柄剩余的有效长度经线切割、磨削、热处理等方法加工成成形单刀,使单刀能够在安全有效的装夹范围内使用,既可以利用其铣平面、割槽、倒角,又可以用其进行镗孔等,实现报废刀具的再利用。图4是报废刀柄加工成的单刀。

  

图4 报废刀柄加工成单刀

  为了增加立铣刀刀刃部分的刚性和强度,对相应部分进行热处理以及表面涂层,并对刀具切削刃部分进行特殊处理。借鉴此做法,为了更好地利用破损立铣刀刀柄部分(YG硬质合金)改磨成的单刀,需要通过热处理淬火,将刀具刃部硬度增加到54-57HRC,从而提高刀具的使用寿命。

  经过对大量硬质合金报废铣刀进行改进实践和反复使用,现已形成一套完整的报废硬质合金铣刀改磨成单刀的工艺路线:①线切割将刀柄割方;②在砂轮机上刃磨出刀头大致形状;③刃部淬火加热完毕后投入硝盐中冷却,使硬度达到54-57HRC;④精磨出刀头部分,刃磨的一般顺序是:磨后刀面—磨副后刀面—磨前刀面—磨出过渡刃。

  3 改进效果

  通过手工刃磨的方法使报废硬质合金铣刀成为可再用的加工钛合金材料的专用铣刀,类型可分为圆柱铣刀、普通单刀、T型单刀等。据不完全统计,使用该方法已成功刃磨成形立铣刀约100把,反复刃磨1200多次,且刃磨后刀具的使用寿命较重新磨刃前提高2-3倍。

  在实际加工中,使用刃磨好的Walterφ16mm硬质合金立铣刀加工的工件表面光洁度可达Ra1.6。

  4 小结

  通过分析硬质合金成形铣刀的破损原因,根据报废硬质合金铣刀缺损部位的不同和可利用部位的长短,通过手工刃磨微崩切削刃的破损部位、增加圆弧过渡刃、将报废刀柄改磨成单刀的方法,使报废硬质合金铣刀得以重新利用,提高了使用寿命和铣削效率,大幅降低了加工成本。


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