由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床,而且主轴输出功率较大,因此与传统加工方法相比,对数控加工刀具的提出了更高的要求,包括精度高、强度大、刚性好、度高,而且要求尺寸稳定,安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一,它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。
数控机
硬质合金刀具优点
由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床,而且主轴输出功率较大,因此与传统加工方法相比,对数控加工刀具的提出了更高的要求,包括精度高、强度大、刚性好、度高,而且要求尺寸稳定,安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一,它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。
数控机床选择刀具应考虑以下方面:
(1)根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件,建议选择性较好的可转位硬质合金刀具。
(2)根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主,应选择刚性较好、精度较低的刀具,半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产量为主,应选择度高、精度较高的刀具,粗加工阶段所用刀具的精度、而精加工阶段所用刀具的精度。如果粗、精加工选择相同的刀具,建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具,因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损,涂层磨损修光,继续使用会影响精加工的加工质量,但对粗加工的影响较小。
(3)根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角,以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀,齿数也不要超过4齿。
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。
在进行自由曲面加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般很小,故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀,因此,在确保零件加工不过切的前提下,粗加工和半精加工曲面时,尽量选择端铣刀。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。
在加工中心上,所有刀具全都预先装在刀库里,通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄,以便数控加工用刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容,以保证在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸,合理安排刀具的排列顺序。
圣戈班磨料磨具是世界500强圣戈班集团旗下的分支机构,作为磨料磨具行业的者,圣戈班设计、制造和销售NORTON(诺顿)、NORTONWINTER(诺顿温特)、FLEXOVIT(富来维特)等三大的产品,为相关制造领域提供、和人性化的综合磨削解决方案。主要产品有固结磨具、涂附磨具、工业超硬磨具、树脂切割打磨片及建筑工业用金刚石产品和设备,产品广泛应用于汽车、钢铁、航空航天、轴承齿轮、铁路、铸造、机床工具、刀具、电子半导体、新能源及汽车售后等各种制造领域。
自1994年进入以来,圣戈班磨料磨具一直保持发展,目前已拥有5家生产工厂,1家磨削技术中心及700多名员工。凭借的磨削及切割技术的应用,圣戈班磨料磨具帮助工业制造领域的客户提高生产力并呈现表现。
刀具目前正在向微精化发展,从小型、微型到毫微刀具,φ0.1mm的刀具已经不再稀奇,对刀具刃口的要求也越发严苛。刀具在粗开槽后,为达到更好的尺寸和精度,需要通过抛光工序来获得更好的表面光洁度。抛光砂轮的粒度从D20、D10发展到D3、D1就是为了追求更的刃口质量。
圣戈班Flute Polish砂轮是一款德国研发的橡胶结合剂砂轮产品,主要应用于钻头类旋转刀具的抛光应用。Flute Polish砂轮采用圣戈班公司研发、富有弹性的橡胶结合剂,能够非常好的贴合工件表面,轻松应对各种较大抛光面积的工件表面;性好,能达到的镜面抛光效果;能缩短抛光工序加工节拍,提高生产效率,进一步降低刀具加工的综合成本。
应用案例:硬质合金刀具的开槽磨削
砂轮规格:开槽砂轮D54 Q-Flute2 + 抛光砂轮Flute Polish
磨床型号:Walter Helitronic Power
冷却液:油
工件:硬质合金钻头 φ10mm
开槽磨削参数:
进给速率:Vf=100mm/min
开槽余量:Ae=3.5mm
砂轮线速度:Vc=18m/s
抛光加工参数:
进给速度:Vf=150mm/min
抛光余量:Ae=0.02mm
砂轮线速度:Vc=22m/s
价值体现:
·工件有非常好的刃口并达到镜面抛光效果
·相比普通树脂砂轮,抛光工序用时缩短50%以上
刃口钝化的刀具切削刃描摹上的微观缺陷大幅缩减,刃口崩坏的几率大幅下降,能够延常刀具使用寿命50%-400%。因此,开展刀具刃口钝化的研讨对进步我国刀具产品的质量具有十分重要的含义。现在,国外的刀具制造厂已广泛选用刃口钝化技能,从国外引入的数控机床或者生产线所使用的刀具,其刃口已全部经过钝化处理,不只进步了工件外表质量,下降了刀具成本,一起也带来了巨大的经济效益。刀具钝化办法有振荡钝化、磨粒尼龙刷法钝化、磁化法钝化和立式旋转钝化等,立式旋转钝化进程实际上是涣散固体颗粒对刀具刃口效果的进程。
含磨粒的刀具刃口钝化法具有重复性好、质量高和成本低一级特色,是现在首要选用的刀具刃口钝化办法,通过刀具和磨粒的相对运动实现刃口钝化,磨粒多选用金刚石、CBN和碳化硅颗粒等。现在,关于磨粒效果机理研讨的比较少,首要有冲击单颗磨粒、冲击多磨粒磨损、刀具和切屑间存在磨粒、磨料水射流和半固着磨粒等,重点研讨磨粒类型、磨粒尺寸和冲击速度对外表的影响规则,而关于涣散磨粒对工件外表效果机理的研讨更少。杨成虎研讨了多粒子重复冲击关于Cr12钢的冲蚀磨损,选用实验与有限元模仿相结合的办法验