俗话说“工欲善其事必先利其器”,这个道理从古至今都被很好地延续并传扬着,然而在机床行业,刀具似乎并不是越“快”越好,很多在初接触到机床刀具的时候,都有着一个疑问“为何好好的刀具要进行钝化处理呢?”今天就让我们一起来了解一下关于“刀具钝化”的那些事儿。
其实,刀具钝化并不是大家字面理解的意思,而是一种有效提高刀具使用寿命的手段。通过平整、抛光、去毛刺等工序达到提高刀具质
硬质合金刀具制造
俗话说“工欲善其事必先利其器”,这个道理从古至今都被很好地延续并传扬着,然而在机床行业,刀具似乎并不是越“快”越好,很多在初接触到机床刀具的时候,都有着一个疑问“为何好好的刀具要进行钝化处理呢?”今天就让我们一起来了解一下关于“刀具钝化”的那些事儿。
其实,刀具钝化并不是大家字面理解的意思,而是一种有效提高刀具使用寿命的手段。通过平整、抛光、去毛刺等工序达到提高刀具质量的目的。这其实是刀具在精磨之后,涂层之前的一道正常工序。一般来说,刀具钝化抛光的方式分为毛刷、喷砂、拖拽式抛光机,这其中又属毛刷与拖拽式的应用为广泛。
从事金属切削行业的人都知道,刀具在成品前会经过砂轮刃磨,但是刃磨加工会造成不同程度的微观缺口。这就导致数控机床在进行高速切削的同时微观缺口会极易扩展,从而加快刀具的磨损和损坏。现代的切削技术中对刀具的稳定性和精密性都有了严格要求,因此数控刀具在涂层前必须经过刀口的钝化处理,才能保证涂层的牢固性和使用寿命。
刀具钝化的优势与目的
1.抵抗刀具物理磨损
在切削过程中刀具表面会被工件逐渐耗损,切削过程中切削刃在高温高压下也易发生塑性变形。刀具的钝化处理可以帮助刀具提高刚性,避免刀具过早丧失切削性能。
2.保持工件的光洁度
刀具刃口有毛刺会导致刀具磨损,加工工件的表面也会变得粗糙。经钝化处理后,刀具的刃口会变得很光滑,崩刃现象也会相应减少,工件表面光洁度也会提高。
3.方便凹槽排屑
对刀具凹槽抛光处理可以提高表面质量和排屑性能,凹槽表面越平整光滑,排屑就越好,就可实现更连贯的的切削加工。
数控机床的刀具在经过钝化抛光后,表面会留下许多小孔,在加工时这些小孔可以吸附更多的切削液,使得切削时产生的热量大大减少,极大得提高切削加工的速度。
综上所述,刀片刃口钝化十分重要,正如我国古人所说“千里之堤,溃于蚁穴”,刀片刃口微观缺口这个“蚁穴”虽小,却影响刀具性能和寿命这个“千里之提”,是不可小视的大问题。刀片刃口钝化技术是提高刀具寿命减少刀具消耗的有效措施之一。无论在经济和技术两个方面都是可行的、有效的,进一步推动我国切削加工水平的提高,缩小与国外刀具切削性能的差距。
高速车削TC4钛合金硬质合金刀片槽型对刀具磨损的影响
TC4钛合金具有比强度高、高温热强性和耐热功能高、抗腐蚀性好等尤秀功能,因而成为航空航天工业中应用前景极其宽广的资料。一起,因为化学活性大、变形系数小、热传导率低一级特色又使其成为一种典型的难加工资料。现在,硬质合金是切削TC4钛合金的首要刀具资料,且可转位硬质合金刀片的使用越来越广泛。在加工过程中,可转位刀片的槽型对切削过程有很大影响,国内外学者对刀片槽型对切削加工的影响进行了深入的研讨,波兰学者Grzesik对三维槽型刀具切削钢材的切屑折断机理进行了研讨,发现对触摸面的控制是影响切屑折断的一个重要因素。中山一雄以为:切屑受挤压而弯曲是因为断屑槽施加弯矩效果的结果,并以为断屑槽型的不同会导致断屑功能的不同。Worthington等人研讨了棱带宽度在切削过程中的断屑效果,并给出棱带的宽度范围,一起给出了切屑弯曲半径。方宁研讨了刀片槽型对断屑功能的影响,并应用多重线性办法,建立了两种预测新型刀片断屑功能的数学模型。
综上所述,现在对切削加工中槽型对切削影响的研讨首要集中在断屑方向。事实上,刀片的槽型对刀片本身的磨损也有很大影响,特别是高速切削TC4钛合金时刀具磨损很快,此刻,槽型对刀片磨损的影响就显得更为突出。本文选用山特维克可乐满CNMG120408刀片的SM和QM两种槽型进行研讨,通过实验来比照剖析不同切削速度下两种槽型刀片的磨损特色。
1 实验设备及条件
1.1 实验设备
实验选用的是沈阳地一机床厂出产的数控车床CAK6150(如图1),其主轴蕞大转速为1800r/min。
刀片磨损的观测选用基恩士VHX-1000C型超景深三维显微体系(如图2)。
1.2 刀片的几许参数及槽型特征
实验选用刀片的商标为H13A,它是山特维克可乐满公司针对钛合金及耐热合金切削开发的一种新型细晶硬质合金刀具商标,具有良好的粒磨损性和韧性,适用于钛合金的车削加工。
刀片型号为CNMG120408,其安装后的刀具几许参数如表1。
实验选用了CNMG120408的两种槽型,即QM槽型和SM槽型刀片进行比照研讨。两种刀片槽型的结构特征如图3所示,它们的前角均为15°,QM槽型选用波涛形槽背,一起它具有较大的棱带宽度,宽深比较小。SM槽型的棱带宽度较小,根本可以忽略,因而刀刃比较尖利,槽型较陡峭,宽深比较大。
1.3 实验方案
TC4钛合金常用切削速度为40~50m/min,为深入研讨高速车削时刀片槽型对刀具磨损的影响规律,实验选择两种不同的切削速度进行比照剖析,其切削速度分别为:95m/min、139m/min。详细切削条件如表2所示。
2 实验结果及剖析
2.1 切削速度为95m/min时刀具磨损的形状
图4为切削速度95m/min时两种槽型刀片的磨损情况。在前刀面上,两种槽型刀片的磨损描摹首要是月牙洼磨损,QM槽型刀片磨损更为严峻,可观察到刀具资料因为高温发生了塑性变形。在后刀面上,因为钛合金的回弹较大,后刀面和工件的触摸应力增大,切削区的温度升高,因而刀具后刀面的磨损比切削其他资料时要相对严峻一些。由图4可知,两种槽型刀片中QM槽型刀片后刀面磨损比SM槽型刀片严峻得多,可以显着观察到刀具资料高温软化后工件资料中的硬质点在刀具上划擦发生的犁沟,一起可见因为高温使刀具资料发生塑性变形引起的粘结磨损。SM槽型刀片的后刀面磨损较轻,仅发生了较小的机械磨损,未见显着犁沟
图5为两种槽型刀片在切削速度95m/min时的磨损曲线,可以看出,在切削初始阶段QM槽型刀片磨损稍大,跟着切削的持续,SM槽型刀片有很长的一段正常磨损阶段,切削旅程到达1400m后,后刀面磨损量仍小于0.15mm。QM槽型刀片的正常磨损阶段要短得多,后刀面磨损量在切削旅程为1300m时到达0.25mm,此后刀具磨损加重,进入急剧磨损阶段,切削旅程到达1400m时后刀面磨损量已超越0.5mm。在切削速度为95m/min时SM槽型刀片的磨损显