车刀材料的选择
常用的硬质合金可根据其制造的合金元素不同,分为以下四类:
1.钨钴合金
由碳化钨和钴组成,常温时的硬度为HRA87~92,红硬性为800--900,代号为YG,常用商标为YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG8、YGll等。其中YG3X及YG6X归于细颗粒碳化钨合金。YA6则是我国试制成功的一种含有少数碳化钴的细颗粒硬质合金。
硬质合金刀具规格

车刀材料的选择
常用的硬质合金可根据其制造的合金元素不同,分为以下四类:
1.钨钴合金
由碳化钨和钴组成,常温时的硬度为HRA87~92,红硬性为800--900,代号为YG,常用商标为YG3、YG3X、YG6、YG6X、YG8、YGll等。其中YG3X及YG6X归于细颗粒碳化钨合金。YA6则是我国试制成功的一种含有少数碳化钴的细颗粒硬质合金。
钨钴合金冷硬性很高,耐性也较好,宜用于加工脆性资料,如金属蚀口铸铁,也可车削冲击性较大的工件。因为它的红硬度较差,在600℃时,钨钴合金简单和切屑粘结,使刀头前面磨损,故不宜用于车削软钢等耐性金属。
YG6X细颗粒碳化钴合金性较好,其强度近似YG6,因而车削冷硬合金铸铁、耐热合金钢及普通铸铁等都有杰出效果。
2.钨钛钻合金
由碳化钨、碳化钛及元素钻组成,代号用YT表明,常用的有YT5、YTl4、YTl5、YT30等商标。钨钴钛合金的冷硬功能和红硬功能比硬质合金高。在高温条件下比钨钴合金耐热、抗粘性大,宜于加工钢料及其他耐性金属资料,但因为性脆,不耐冲击,故不宜加工脆性金属。
3.钨钴钛铌合金
它是钨钴钛合金中的新产品,由碳化钨、碳化钛、钴、少数碳化铌组成,代号为YW,常用商标为YWl、YW2。它的性和热硬性都比较好,适用于切削各种铸铁和特殊合金钢材,如不锈钢、耐热钢、高锰钢等较难加工的资料。
4.钨钴铌类合金
这是一种含有少数碳化铌的细颗粒钨钻类硬质合金,代号为YA,常用商标为YA6。它的功能更高,适合于不锈钢、耐热钢、特硬铸铁、铁合金、硬塑料、玻璃和陶瓷等的加工。
在选用硬质合金时,应根据硬质合金本身功能特点、加工工件资料和切削条件等因素归纳考虑。
除高速钢和硬质合金两种常用车刀切削资料外,还有碳素工具钢、合金工具钢、金刚石、陶瓷等。碳素工具钢、合金工具钢的切削功能差,而金刚石价格高,以上三者都较少采用。
因为陶瓷资料比硬质合金的红硬性更高,性好,价格低,正成为一种使用广泛的刀具资料,但因为该种资料性脆、怕冲击、刃磨困难,所以在使用时仍受到一定的限制。
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在批量加工如图1所示的高温合金球形轴承内球面时,原编制工艺道路为:粗加工→去应力→精车内球面→内球面开安装槽→探伤→查验→油封。
为验证工艺,实验选用如图2所示高速钢尖刀(假定刀尖圆弧半径为零),前角为0o,刃倾角为0o,调整刀尖与车床主轴反转中心线等高,在新购精细数控车床上编程精车3件45钢制内球面φ19.15+0.0130 mm。
由于通用内径量具无法实施在线丈量内球面φ19.15+0.0130 mm,所以在车床上选用改制测具(见图3)检测,直径合格,经三坐标丈量机复检,直径合格,球面概括度差错为0.005mm(小于直径公役一半),合格。
但将零件材料改为高温合金GH605,刀具改为YW1硬质合金尖刀后,用与高速钢尖刀同样的切削条件试车3件,经三坐标查验全部不合格,原因是球面概括度差错为0.03~0.05mm,经仔细观察发现刀尖已磨损,且编程时没有选用刀尖圆弧半径补偿程序。为此,改用如图4所示SANDEVIK菱形可转位机夹硬质合金刀具VCMW070204加工,刀尖圆弧半径为rε=0.4mm,前角为0o,刃倾角为0o,调整刀尖与车床主轴中心线等高,选用刀尖圆弧半径补偿程序编程,加工了3件,经三坐标丈量查验,3件全部不合格,原因是球面概括度差错为0.015~0.02mm。至此,证明原工艺是不现实的。为了高效、经济批量加工,改用了如下工艺道路:粗加工→去应力→精车内球面→内球面开装配槽→用外球面形状研磨具研磨内球面达图样要求→探伤→查验→油封。工艺改进后已成功加工出一批合格产品。
2.精车内球面概括度超差问题
早在数控车床没有普及的时代,用成型车刀精车之后再研磨的工艺办法成功地加工出如图5所示的球面上色量规(其技术要求是:环规按塞规上色修合,上色面积)。现在数控车床替代了一般车床,数字程序替代了原来成型车刀,却没有加工出图1所示的零件。现剖析如下:
(1)精细球面加工工艺基础。精细球面能够看作是精细半圆(见图6)绕经过该半圆圆心的剖分线反转一周构成的反转体。
在一般车床上用圆弧构成型样板刀加工时(见图7),样板刀圆弧半径是所车球的半径,样板刀圆弧刃的圆心有必要准确调整到车床主轴反转轴线上,且圆弧刃地点平面与车床主轴反转中心线等高共面,才干车出精细圆球面。为了完成以上条件,照顾到加工对刀便利,通常调整圆弧样板切削刃安装高度,使圆弧刃地点平面与车床主轴反转轴线等高(共面),再经过车削丈量车出球面直径,确保圆弧切削刃圆心坐落车床主轴反转中心线上。
当圆弧刃地点平面与车床主轴反转中心线共面但圆弧刃圆心与车床反转中心间隔不为零时,车出的球面就不圆,而是椭球(见图8)。
当圆弧刃平面平行于车床主轴反转中心线,但高于或车床反转轴线(即不共面)时,只要直径大于所车球面的水平截面圆直径,与圆弧刃构成的圆位置重合时,才有或许车成圆球,但此刻所车球面直径已大于要求直径(见图9)。
当圆弧构成型切削刃或数控刀尖车出的轨道圆弧(以下简称母线圆弧)地点平面平行于车床主轴反转中心线,但高于或车床主轴反转中心线(以下简称车床轴线)时,即便母线圆弧半径很准确且其圆心位置也准确坐落包括车床轴线的铅垂面内,假定图样要求球面半径为R,母线圆弧地点平面与车床轴线间隔为H,则车出的球面半径为(R2+H2)0.5mm,若为了确保球面半径R持续进刀,则车成椭球(见图10)。
总归,有必要确保母线圆弧半径和母线圆弧圆心准确调整到车床轴线上,且母线圆弧与车床轴线等高共面,才干车出预订半径的精细圆球,三者缺一不可。
(2)数控车床加工精细内球面。首要调整车刀安装高度使刀尖与数控车床轴线等高,当运用刀尖圆弧半径为零(假定理想刀尖)的车刀编程时,使刀尖走过的圆弧轨道半径等于球面半径;当运用刀尖圆弧半径不等于零的圆弧刀尖车刀加工时,运用刀尖圆弧半径补偿程序编程。对不具备刀尖圆弧半径主动补偿功用的经济型数控车床,假定图样要求球面半径为R,刀尖圆弧半径为rε,可选用刀尖圆弧圆心轨道编程,刀尖圆弧圆心编程半径为(R-rε)。这样切削球面时,圆弧切削刃逐点参加切削,母线圆弧半径R相当于半径为(R-rε)的圆等距rε后得出的(见图11)。
当刀尖与数控车床轴线不等高时,假如按母线圆弧圆心和车床轴线坐落同一铅垂面准则进刀,在不考虑其他原因的状况下车出的球面直径差错由公式(1)核算:
ΔR=(R2+H2)0.5-R(1)
式中,R为所车球面半径,H为刀尖走过的母线圆弧平面高于或车床轴线的间隔。当R=19.15÷2=9.575(mm),ΔR=0.013÷2=0.006 5(mm)。由公式(1)核算出H=0.35mm。也就是说,当刀尖高于或车床轴线0.35mm时,车出的球面就超出公役带。在批量生产高温合金零件时,遍及运用可转位不重磨机夹刀片,经查阅SANDEVIK刀具手册,精度等级为M的刀片厚度公役为±0.1