刀具是现代切削加工中极其关键的根底部件,其功能直接影响加工功率和已加工零件的表面质量。即使对刀具刃口进行细心的磨削,刀具刃区的描摹依然会存在细微缺点,然后降低刀具的寿数和加工质量。刀具刃口钝化能够延常刀具使用寿数50%-400%。因此,近年来刀具钝化技能越来越受到重视。
国内外学者关于刀具刃口钝化展开了大量的研讨。Tugrul ozel选用切削软件进行方真,研讨了钝化
硬质合金刀具材料
刀具是现代切削加工中极其关键的根底部件,其功能直接影响加工功率和已加工零件的表面质量。即使对刀具刃口进行细心的磨削,刀具刃区的描摹依然会存在细微缺点,然后降低刀具的寿数和加工质量。刀具刃口钝化能够延常刀具使用寿数50%-400%。因此,近年来刀具钝化技能越来越受到重视。
国内外学者关于刀具刃口钝化展开了大量的研讨。Tugrul ozel选用切削软件进行方真,研讨了钝化后的PCBN刀具切削铝合金时的应力和切削力等的改变规则;P.I.Varela等研讨了不同的刃口形状对切削后的剩余应力及已加工零件的表面质量的影响,验证了刀具刃口钝化能够有用提高加工表面质量;贾秀杰等选用切削实验探究了钝化后的刀具在不同的切削参数下切削工件时,产生的切削力和被加工零件的表面质量随切削参数改变而改变的规则;朱晓雯选用了7种不同的钝化工艺对硬质合金刀具进行钝化处理,其间包含立式旋转钝化法,并经过实验探究了不同钝化方式对硬质合金刀具寿数的影响。
刀具钝化刃口尺度归于微米级,通常选用钝圆半径表征刃口概括。实际上,刀具钝化的刃口概括并非规则的圆弧,仅仅选用钝圆半径不足以表征实际的钝化概括。B.Denkena等提出了任何切削刃的非对称问题K-factor方法,选用从极点刀尖1和刀尖2的比率Sa/Sγ即K因子来表示,边缘的扁平度经过参数△γ和φ的比值来表示,这种方法相对简单且可视化;C. F. Wyen等提出刀具刃口钝化形状的非对称性问题,以一个圆的形式描绘刃口钝化形状,选用Da和Dγ的比率来测量垂直极点与两边的距离,选用R2≤0.9判定系数验证。
目前通常选用K因子表示刀具钝化非对称刃口。当K=1时,刀具钝化刃口为对称刃口,即为钝圆半径。当K≠1时,刀具钝化刃口为非对称刃口。国内外关于刀具钝化非对称刃口机制的研讨十分少C.E.H.Ventura等选用研磨法对CBN刀具进行钝化,经过实验验证了不同的K因子对刀具刃口磨损的影响程度不同,选择合适的K值以减少磨损;E.Bassett等选用磨料刷法对刀具进行钝化,研讨了不同K因子的非对称刃口对涂层WC-Co刀具切削AISI1045的磨损和热力散布的影响规则,经过实验验证了Sα值影响刀具寿数,主要是后刀面磨损。因此,对刀具非对称刃口钝化的研讨是必要的。
本文选用刀具刃口钝化进行正交实验研讨,对硬质合金刀具进行立式旋转钝化,经过对实验成果进行数学回归分析,研讨了刀具钝化非对称刃口K因子随不同钝化参数的改变规则,为实现刀具钝化刃口优化供给依据。
1 刀具刃口钝化实验
如图1所示,在立式旋转钝化机上进行刀具钝化处理。刀具装夹在刀盘上,刀盘固定在主轴上,由碳化硅、棕刚玉以及核桃粉按照必定配比组合成的分散固体磨粒装在磨粒桶中。成组刀具在磨粒中实现公转及自转,单个刀具实现公转及自转,达到钝化的意图。
刀具选用标准号为ZX040的硬质合金立铣刀。刀具前角14°,后角15°,刃长25mm,直径10mm,柄长75mm。
选用Alicona光学三维刀具测量仪对钝化后的刀具非对称刃口进行检测(见图2)。刀具钝化非对称刃口检测成果如图3所示。
依据钝化速度、钝化时刻、磨粒配比和磨粒粒度规划正交实验。其间,磨粒由棕刚玉和碳化硅组成,磨粒配比为碳化硅与棕刚玉的比值。刀具钝化正交实验成果见表1。
图1 刀具刃口钝化机 图2 光学三维刀具测量仪
图3 刀具钝化非对称刃口检测成果
表1 刀具钝化正交实验
实验成果表明,不同的钝化参数对刀具非对称刃口的影响程度不同。钝化时刻对刀具非对称刃口K因子的影响蕞大,磨粒配比与主轴转速次之,磨粒粒度对刀具非对称刃口K因子的影响蕞小。
2 刀具钝化非对称刃口模型的树立
选用数学回归法树立刀具非对称刃口K因子的猜测模型,把刀具钝化4个钝化参数作为自变量,刀具钝化非对称刃口K因子为因变量。依据正交实验成果进行数学回归,获得刀具钝化非对称刃口K因子的猜测模型。
Y=1.352-0.00003651A-0.024B+0.000007221AD+0.004BD-0.002CD (1)
式中,Y为因子;A为主轴转速(mm/min);B为钝化时刻(min);C为磨粒粒度(目数);D为磨粒配比。
为查验数学回归法构造的的刀具钝化非对称刃口K因子模型能否较好地体现各自变量与因变量之间的函数关系,选用F查验法进行显著性查验,K因子模型的F法查验,成果见表2。
查F散布表,当α=0.05 时,F=(4,4)=6.39,因为F比16.591>6.39,从刀具钝化非对称刃口K因子模型的F查验法的查验成果可知,该猜测模型能够较好地反映刀具钝化非对称刃口K因子与主轴转速、钝化时刻、磨粒粒度和磨粒配比之间的关系。
表2 刀具钝化非对称刃口K因子模型的方差分析表
小结
选用立式旋转钝化法进行刀具刃口钝化实验,经过正交实验研讨刀具钝化非对称刃口K因子随钝化参数的改变规则,对刀具钝化非对称刃口K因子的影响蕞大的是钝化时刻,其次是磨粒配比与主轴转速,磨粒粒度对刀具钝化非对称刃口K因子的影响蕞小。选用数学回归方法树立了刀具钝化非对称刃口K因子的猜测模型,选用方差分析验证了该模型的正确性。
螺纹加工常见问题及解决方案
1、主要原因
(1)车刀的前角太大,机床X轴丝杆空隙较大;
(2