刀片的主要成分
硬质合金刀片的主要成分是不同配比的碳化钨和钴,原材料一开始的形态是粉末。在重约560kg的容器里盛装着配好的原料,它们将被用于生产不同的粉末。在重约560kg的容器里盛装着配好的原料,它们将被用于生产不同的粉末。在车间里,将干燥的原料与乙醇和水配成的溶剂混合形成一种粘稠度类似酸奶的***浆状物。待浆状物干燥后,将样品送往实验室进行质量检测。这些粉末由很多直径为20-200μm的颗粒组成,非常微小(一根头发的直径是50-60μm)。
这些粉末被装在容积100kg的桶中并输送到用于制造刀片的冲压机边。操作工将冲模(用于冲压不同刀片的模具) 放入机床,并将订单输入计算机,冲模腔内根据订单信息充满粉末。④摩擦系数低:ceramic刀具与金属的亲合力小,摩擦系数低,可降低切削力和切削温度。冲压每片刀片的压力高达12吨,机床会对每片刀片进行称重,操作人员也会进行观察控制。在这一阶段,刀片非常脆弱,很容易裂损。
冲压后的刀片需要被加热使其硬化,这一工作由烧结炉完成,烧结炉一次可以处理数千片刀片。PCBN刀具可用比硬质合金刀具高3~5倍的速度高速切削高温合金和淬硬钢。压制好的刀片粉末在长达13h的过程中被加热到约1,500℃,熔融而成为硬质合金这一硬度极高的材料。烧结工艺中的收缩比例约为50%,因此烧结后刀片大小仅为之前的一半。
刀具的选择
硬质合金刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。三、切削工艺的分类1、车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种。刀具选择总的原则是:安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。
选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。补偿平面非移动指令通常指仅有G、M、S、F、T指令的程序段(如G90、M05)及程序暂停程序段(G04X10。
在进行自由曲面(模具)加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般采用顶端密距,故球头常用于曲面的精加工。故无法预计刀具半径造成的下一段轨迹对本段轨迹的影响C刀补采用一次对两段进行处理的方法。而平头的刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀,因此,只要在保证不过切的前提下,无论是曲面的粗加工还是精加工,都应优先选择平头的刀。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。
在加工中心上,各种刀具分别装在刀库上,按程序规定随时进行选刀和换刀动作。③涂层厚度:随涂层厚度的增加刀具寿命也会增加,但当涂层厚度达到饱和,刀具寿命不再明显增加。因此必须采用标准刀柄,以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围,以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。
刀具长度补偿和其他功能的关系
1)硬质合金刀具长度补偿与半径补偿功能的关系
如果在零件的数控加工程序中,既有刀具长度补偿又有刀具半径补偿(在控制器中补偿)指令时,必须把含有长度补偿的程序段写在含有半径补偿的程序段前面,否则半径补偿无效
例如:在下面的程序段中:N50 GOOG41X20Y20D02 N60 GOOG43Z10数控系统不执行刀具半径补偿若改为:N50 GOOG43Z10 N60 GOOG41X20Y20D02则数控系统既执行刀具半径系统又执行刀具长度补偿指令。
(2)刀具长度补偿与其它指令的关系
a.G43,G44指令只能用于直线运动之中,在非直线运动语句中使用时会产生报警;b.G43,G44为同组模态指令,它们会自动取消上次刀具长度补偿而不需要用专门的G49指令,为了安全起见,在一把刀加工结束或程序段结束时,都应取消刀具长度补偿;c.刀具长度补偿必须伴随***的插补运动(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。根据涂层材料的性质,涂层刀具又可分为两大类,即“硬”涂层刀具和‘软”涂层刀具。
硬质合金刀具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。ceramic刀具可以加工传统刀具难以加工的高硬材料,适合于高速切削和硬切削。正在发展的物***相沉积法不仅可用于硬质合金刀具,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
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,现代仍是应用广的刀具材料,其次是硬质合金。
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。刀具钝化的目的刃口钝化技术,其目的就是解决刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷,使其锋值减少或消除,达到圆滑平整,既锋利坚固又耐用的目的。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优化。
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