刀片的质检
硬质合金刀片在实验室中完成质检后,刀片的顶部和底部都将被磨削成要求的厚度。因为硬质合金非常坚硬,所以需要使用工业金刚石对其进行磨削。当刀片达到要求的厚度后,对其进行进一步磨削加工以获得准确的几何形状和尺寸。在基默工厂,工作人员采用6轴磨板来满足极为严格的公差要求。磨削完成后,刀片会被清洁并涂层。为避免任何油脂或灰尘,在这一阶段处理刀片时必须佩带手套。碳化钨基硬质合金包
铝板合金刀片
刀片的质检
硬质合金刀片在实验室中完成质检后,刀片的顶部和底部都将被磨削成要求的厚度。因为硬质合金非常坚硬,所以需要使用工业金刚石对其进行磨削。
当刀片达到要求的厚度后,对其进行进一步磨削加工以获得准确的几何形状和尺寸。在基默工厂,工作人员采用6轴磨板来满足极为严格的公差要求。磨削完成后,刀片会被清洁并涂层。为避免任何油脂或灰尘,在这一阶段处理刀片时必须佩带手套。碳化钨基硬质合金包括钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)、添加稀有碳化物类(YW)三类,它们各有优缺点,主要成分为碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)、碳化铌(NbC)等,常用的金属粘接相是Co。刀片被置于转盘的夹具上,然后送入压力较低的涂层炉。涂层后刀片呈现不同的颜色。
至此刀片已被生产出来,工作人员会使用显微镜对每批产品进行抽检,确保质量符合要求。在包装前,工作人员会再次逐个检查刀片,并核对图纸和批次号,然后用激光在刀片上标记正确的材质,将刀片放入贴有标签的灰色包装盒中,即可把刀片配送给客户。
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。刀具选择总的原则是:安装调整方便、刚性好、度和精度高。假如不用刀具半径补偿功能,则加工时刀具轴心的轨迹是边长100的正方形,则工件上铣削出的是边长为94的正方形凸台,不符合图纸尺寸的要求。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;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。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。
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。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。而机内手动对刀时同一把刀加工不同工件编程原点的零件时也有不同的长度补偿值,这些不同的补偿值可以分别寄存在不同的长度补偿号H里面,以备机床运行时程序随时调用。
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。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。补偿可以为“负”,当刀具半径补偿取负值时,G41和G42的功能互换。
硬质合金刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有重要的影响,正确选择刀具,对减少零件加工变形至关重要。
(1)合理选择刀具几何参数。①前角:在保持刀刃强度的条件下,前角适当选择大一些,一方面可以磨出锋利的刃口,另外可以减少切削变形,使排屑顺利,进而降低切削力和切削温度。切忌使用负前角刀具。②后角:后角大小对后刀面磨损及加工表面质量有直接的影响。切削厚度是选择后角的重要条件。粗铣时,由于进给量大,切削负荷重,发热量大,要求刀具散热条件好,因此,后角应选择小一些。精铣时,要求刃口锋利,减轻后刀面与加工表面的摩擦,减小弹性变形,因此,后角应选择大一些。因此,PCD只能用于有色金属和非金属的精切,很难达到超精密镜面切削。③螺旋角:为使铣削平稳,降低铣削力,螺旋角应尽可能选择大一些。④主偏角:适当减小主偏角可以改善散热条件,使加工区的平均温度下降。
(2)改善刀具结构。
①减少铣刀齿数,加大容屑空间。由于铝件材料塑性较大,加工中切削变形较大,需要较大的容屑空间,因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。②精磨刀齿。刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在使用新刀之前,应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下,以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。这样,不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。③严格控制刀具的磨损标准。指令中用G43、G44指令偏移的方向,用H指令偏置量存储器的偏置号。刀具磨损后,工件表面粗糙度值增加,切削温度上升,工件变形随之增加。因此,除选用性好的刀具材料外,刀具磨损标准不应该大于0.2mm,否则容易产生积屑瘤。切削时,工件的温度一般不要超过100℃,以防止变形。
硬质合金刀具的性能特点
① 高硬度:硬质
合金刀具是由硬度和熔点很高的碳化物(称硬质相)和金属粘结剂(称粘接相)经粉末冶金方法而制成的,其硬度达89~93HRA,远高于高速钢,在5400C时,硬度仍可达82~87HRA,与高速钢常温时硬度(83~86HRA)相同。硬质合金的硬度值随碳化物的性质、数量、粒度和金属粘接相的含量而变化,一般随粘接金属相含量的增多而降低。在粘接相含量相同时,YT类合金的硬度高于YG类合金,添加TaC(NbC)的合金具有较高的高温硬度。涂层硬质合金刀具一般采用化学气相沉积法,沉积温度在1000℃左右。
② 抗弯强度和韧性:常用硬质合金的抗弯强度在900~1500MPa范围内。金属粘接相含量越高,则抗弯强度也就越高。当粘接剂含量相同时,YG类(WC-Co)合金的强度高于YT类(WC-TiC-Co)合金,并随着TiC含量的增加,强度降低。4)改变刀具补偿值,G10L10(11/12/13)P__R__。硬质合金是脆性材料,常温下其冲击韧度仅为高速钢的1/30~1/8。
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