第一篇:石墨加工對于刀具選擇方面的注意事項是什么?
石墨加工對于刀具選擇方面的注意事項是什么?
石墨電極與銅電極相比具有電極消耗小、加工速度快、機械加工性能好、加工精度高、熱變形小,重量輕、表面處理容易、耐高溫、加工溫度高、電極可黏結等優點。盡管石墨是一種非常容易切削的材料,但由于用作EDM電極的石墨材料(熱作模具鋼)必須具有足夠的強度以免在操作和EDM加工過程中受到破壞,同時電極形狀(薄壁、小圓角,銳變)等也對石墨電極的晶粒尺寸和強度提出較高的要求,這導致在加工過程中石墨工件容易崩碎,刀具容易磨損。
刀具磨損是石墨電極加工中最重要的問題。磨損量不僅影響刀具損耗費用、加工時間,加工質量,而且影響電極EDM加工工件材料的表面質量,是優化高速加工的重要參數。.石墨砲極材料加工的主要刀具磨損區域為前刀面和后刀面。在前刀面上,刀具與破碎切屑區的沖擊接觸產生沖擊磨粒磨損,沿工具表面滑動的切屑產生滑動摩擦磨損。影響刀具磨損的幾個因素如下。
(1)刀具材料 刀具材料(模具鋼材)是決定刀具切削性能的根本因素,對于加工效率、加工質量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,沖擊韌性越低,材料越脆。對于石墨刀具,普通的TiAIN涂層可適當選擇韌性相對較好一點的,也就是鈷含量稍高一點的;對于金刪石涂層石墨刀具,可選擇硬度相對較好一點的,也就是鈷含量稍低一點的。(2)刀具的幾何角度 石墨刀具選擇合適的幾何角度,有助于減小刀具的振動,反過來,石墨工件也不容易崩缺;
①前角。采用負前角加工石墨時,J-J具刃口強度較好,耐沖擊和摩擦的性能好,隨著負前角絕對值的減小,后刀面磨損面積變化不大,但總體呈減小趨勢,采用正前角加工時,隨著前角的增大,刀具刃口強度被削弱,反而導致后刀面磨損加劇。負前角加工時,切削阻力大,增大了切削振動,采用大正前角加工時,刀具磨損嚴重,切削振動也較大。
②后角。如果后角增大,則刀具刃口強度降低,后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角過大后,切削振動加強。
③螺旋角。螺旋角較小時,同一切削刃上同時切人石墨工件的刃長最長,切削阻力最大,刀具承受的切削沖擊力最大,因而刀具磨損、銑削力和切削振動都是最大的。當螺旋角較大時,銑削合力的方向偏離工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削沖擊加劇,因而刀具磨損、銑削力和切削振動也都有所增大。
此,刀具角度變化對刀具磨損、銑削力和切削振動的影響是前角,、后角及螺旋角綜合產生的,所以在選擇時一定要多加注意。通過對石墨材料的加工特性所做的大量的科學測試,PARA刀具優化了相關刀具的幾何角度,從而使得刀具的整體切削性能大大提高。(3)刀具的涂層 金剛石涂層刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦因數低等優點,現階段金剛石涂層是石墨加工刀具的最佳選擇,也最能體現石墨刀具優越的使用性能;金剛石涂層的硬質合金刀具的優點是綜合了天然金剛石的硬度和硬質合金的強度及斷裂韌性;但是在國內金剛石涂層技術還處于起步階段,還有成本的投入都是很大的,所以金剛石涂層在近期不會有太大發展,不過我們可以在普通刀具的基礎上,優化刀具的角度、選材等方面和改善普通涂層的結構,在某種程度上是可以在石墨加工中應用的。
金剛石涂層刀具和普通涂層刀具的幾何角度有本質的區別,所以在設計金剛石涂層刀具時,由于石墨加工的特殊性,其幾何角度可適當放大,容削槽也變大,也不會降低其刀具鋒口的耐磨性;對于普通的TiAIN涂層,雖然比無涂層的刀具耐磨有顯著的提高,但比起金剛石涂層來說,在加工石墨時它的幾何角度應適當放小,以增加其耐磨性。對金剛石涂層來說,目前世界上眾多的涂層公司均投入大量的人力和物力來研究開發相關涂層技術,但是至今為止,國外成熟而又經濟的涂層公司僅僅限于歐洲;PARA作為一款優秀的石墨加工刀具,同樣采用目前世界最先進的涂層技術對刀具進行表面處理,以確保加工壽命的同時,保證刀具的經濟實用。
(4)刀具刃口的強化 刀具刃口鈍化技術是一個還不被人們普遍重視,而又是十分重要的問題。金剛石砂輪刃磨后的硬質合金刀具刃口,存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。石墨高速切削加工對刀具性能和穩定性提出了更高的要求,特別是金剮石涂層刀具在涂層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證涂層的牢固性和使用壽命。刀具鈍化目的就是解決上述刃磨后的刀具刃日微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,達到圓滑平整,既鋒利堅固又耐用的目的。(5)刀具的機械加工條件 選擇適當的加工條件對于刀具的壽命有相當大的影響。
①切削方式(順銑和逆銑)。順銑時的切削振動小于逆銑時的切削振動。順銑時的刀具切入厚度從最大減小到零,刀具切人工件后不會出現因切不下切屑而造成的彈刀現象,工藝系統的剮性好,切削振動小;逆銑時,刀具的切人厚度從零增加到最大,刀具切入初期因切削厚度薄,將在工件表面劃擦一段路徑,此時刃口如果遇到石墨材料中的硬質點或殘留在工件表面的切屑顆粒,都將引起刀具的彈刀或顫振,因此逆銑的切削振動大.。
②吹氣(或吸塵)和浸漬電火花液加工,及時清理工件表面的石墨粉塵,有利于減小刀具二次磨損,延長刀具的使用壽命,減少石墨粉塵對機床絲杠和導軌的影響。
③選擇合適的高轉速及相應的大進給量。
綜合以上幾點,刀具的材料、幾何角度、涂層、刃口的強化及機械加工條件,在刀具的使用壽命中扮演者不同的角色,缺一不可,相輔相成。一把好的石墨刀具,應具備流暢的石墨粉排屑槽、長的使用壽命,能夠深雕刻加工,能節約加工成本。資料來源于:弘超模具鋼
第二篇:淺談數控加工中刀具的選擇——論文
淺談數控加工中刀具的選擇
重慶市綦江職教中心
摘要:近年來,快速發展的數控機加工工藝技術促進了數控刀具結構基礎科研和新產品的研發。世界各大廠商生產的數控機床用刀具種類、規格繁多,數量龐大,往往令人眼花繚亂,不得要領。現將有關數控刀具科普性知識和近幾年來數控刀具材料、結構、應用等領域就其精要,在此簡要分述,以便利用先進刀具技術為加工服務。
關鍵字:數控刀具的分類、數控刀具的特點、數控刀具的選擇、近年來,快速發展的數控機加工工藝技術促進了數控刀具結構基礎科研和新產品的研發。世界各大廠商生產的數控機床用刀具種類、規格繁多,數量龐大,往往令人眼花繚亂,不得要領。現將有關數控刀具科普性知識和近幾年來數控刀具材料、結構、應用等領域就其精要,在此簡要分述,以便利用先進刀具技術為數控加工服務。
一、數控刀具的分類
數控加工刀具可分為常規刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發展方向。發展模塊化刀具的主要優點:減少換刀停機時間,提高生產加工時間;加快換刀及安裝時間,提高小批量生產的經濟性;提高刀具的標準化和合理化的程度;提高刀具的管理及柔性加工的水平;擴大刀具的利用率,充分發揮刀具的性能;有效地消除刀具測量工作的中斷現象,可采用線外預調。事實上,由于模塊刀具的發展,數控刀具已形成了三大系統,即車削刀具系統、鉆削刀具系統和鏜銑刀具系統。
1、從結構上可分為 1.1整體式。
1.2鑲嵌式可分為焊接式和機夾式。機夾式根據刀體結構不同,分為可轉位和不轉位。1.2減振式當刀具的工作臂長與直徑之比較大時,為了減少刀具的振動,提高加工精度,多采用此類刀具。
2、從制造所采用的材料上分
2.1高速鋼刀具 高速鋼通常是型坯材料,韌性較硬質合金好,硬度、耐磨性和紅硬性較硬質合金差,不適于切削硬度較高的材料,也不適于進行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產者自行刃磨,且刃磨方便,適于各種特殊需要的非標準刀具。
2.2硬質合金刀具 硬質合金刀片切削性能優異,在數控車削中被廣泛使用。硬質合金刀片有標準規格系列產品,具體技術參數和切削性能由刀具生產廠家提供。
硬質合金刀片按國際標準分為三大類:P類,M類,K類。P類——適于加工鋼、長屑可鍛鑄鐵(相當于我國的YT類)。
M類——適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等(相當于我國的YW類)。M-S類——適于加工耐熱合金和鈦合金。
K類——適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金(相當于我國的YG類)。K-N類——適于加工鋁、非鐵合金。K-H類——適于加工淬硬材料。2.3金剛石刀具
金剛石(釬焊聚晶、單晶)各類刀具已迅速應用于高硬度、高強度、難加工及有色金屬切削加工行業中。
3、從切削工序上可分為
車削刀具分外圓、內孔、外螺紋、內螺紋,切槽、切端面、切端面環槽、切斷等。
數控車床一般使用標準的機夾可轉位刀具。機夾可轉位刀具的刀片和刀體都有標準,刀片材料采用硬質合金、涂層硬質合金以及高速鋼。數控車床機夾可轉位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內圓刀具、內螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具(包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等)。機夾可轉位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結構。數控車床使用的刀具從切削方式上分為三類:圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。
二、數控加工刀具的特點
數控刀具與普通機床上用的刀具實際沒有多大區別,為了達到高效、多能、快換、經濟的目的,數控加工刀具與普通金屬切削刀具相比,數控機床上用的刀具應滿足安裝調整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求,它們需具有以下特點:
1、刀片或刀具的耐用度及經濟壽命指標的合理性。
目前生產上通常用刀具耐用度來評定刀具的好壞。刀具耐用度愈大,表示刀具切削性能愈好。但是切削一批相同的零件,由于使用的刀具材料及工件材質不可能完全相同,再加上刃磨質量等一些不能完全嚴格控制的因素,所以即使在相同條件下,刀具耐用度仍隨機變動。因此在數控上,除應給出刀具耐用度的平均值指標外,還應給出刀具的可靠指標Tp。它已成為選擇刀具的關鍵性指標。通常是規定可靠度P≥0.9,即9%時刀具切削時間為T0.9。研究表明,當耐用度的隨機變量接近于正態分布時,如以耐用度的平均值T作為標準,刀具的可靠性只有50%。
2、刀具或刀片便于切削控制
刀具必須能可靠地斷屑或卷屑即切削控制。數控機床上每一工位設備上。裝置著許多刀具,切削量大,切屑多,因此,在切削塑性金屬時,必須控制切屑不纏繞在刀具,工件及工藝裝備上,控制切屑不飛濺,保證操作者安全,不影響切削液噴注,不影響零件的定位和輸送,不劃傷已加工表面,使切屑易于清理,為此,采用卷屑槽或斷屑塊的刀具,或用間隙切削或振動切削措施提高斷屑效果。
3、刀具或刀片幾何參數和切削參數的規范化、典型化。
刀具應具有較高的精度,包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉位及拆裝的重復精度。刀具切削部分的幾何尺寸變化要小,刀體刀桿和刀片反復裝卸也應能保持精度穩定。
4、刀片、刀柄的定位基準及自動換刀系統要優化
刀片及刀柄高度的通用化、規格化、系列化,使刀具應能快速或自動更換,并需有控制和調整尺寸的功能或具有刀具磨損的自動補償裝置,以減少換刀調整的停機時間。
三、數控刀具的選擇
刀具的選擇是數控加工工藝中的重要內容之一,不僅影響機床的加工效率,而且直接影響零件的加工質量。刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的,應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。
由于數控機床的主軸轉速及范圍遠遠高于普通機床,而且主軸輸出功率較大,因此與傳統加工方法相比,對數控加工刀具的提出了更高的要求,包括精度高、強度大、剛性好、耐用度高,而且要求尺寸穩定,安裝調整方便。這就要求刀具的結構合理、幾何參數標準化、系列化。數控刀具是提高加工效率的先決條件之一,它的選用取決于被加工零件的幾何形狀、材料狀態、夾具和機床選用刀具的剛性。應考慮以下方面:
1、根據零件材料的切削性能選擇刀具。
綜合考慮金屬、非金屬,其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件,建議選擇耐磨性較好的可轉位硬質合金刀具。
2、根據零件的加工階段選擇刀具。
即粗加工階段以去除余量為主,應選擇剛性較好、精度較低的刀具,半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產品質量為主,應選擇耐用度高、精度較高的刀具,粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具,建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具,因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損,涂層磨損修光,繼續使用會影響精加工的加工質量,但對粗加工的影響較小。
3、根據加工區域的特點選擇刀具和幾何參數。
在零件結構允許的情況下應選用大直徑、長徑比值小的刀具;選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。
4、根據工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術經濟指標選擇刀具。
正前角刀片:對于內輪廓加工,小型機床加工,工藝系統剛性較差和工件結構形狀較復雜應優先選擇正型刀片。負前角刀片:對于外圓加工,金屬切除率高和加工條件較差時應優先選擇負型刀片。一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80 °菱形刀片;仿形加工常用55 °、35 °菱形和圓形刀片;在考慮到刀具能承受的切削用量前提下綜合機床剛性、功率等條件,加工大余量、粗加工應選擇刀尖角較大的刀片,反之選擇刀尖角較小的刀片。
合理科學的選擇數控刀具對數控加工生產效率、加工質量和加工成本影響極大,因此應高度重視數控刀具的正確選擇和合理使用,讓其更好的為數控加工服務,充分發揮數控加工的優點。
第三篇:模具加工中如何正確選擇刀具【經驗總結】
模具加工中如何正確選擇刀具【經驗總結】
模具加工刀具選擇
現代模具的成形制造中,由于模具結構復雜、精度要求高,不同部位的型面特征及材料差別較大,因此所使用的模具銑刀也不同。
模具加工工序可劃分粗加工、半精加工和精加工,有時甚至還有超精加工。粗加工、半精加工工序一般選用可轉位刀具,精加工序選用整體式刀具。
當模具型腔為復雜的立體曲面時,仿形銑削加工效率較高,特別適用于型腔的粗加工。在仿形銑削中常用的刀具有圓刀片的銑刀、球頭銑刀、可換銑削頭式球頭銑刀及整體硬質合金球頭立銑刀四種。下表在考慮切削加工穩定性,成本生產率等幾個方面對這四種常用的仿形銑刀進行了比較。
模具曲面加工時應注意的問題
(1)粗銑
追求單位時間內的材料最大去除率,應根據被加工曲面給出的余量,用立銑刀按等高面一層一層地銑削,效率高。小型模具多使用整體立銑刀加工,大型模具考慮其經濟性和加工效率,多采用帶可轉位刀片的機夾式立銑刀進行加工,主要有R型圓刀片,方肩銑刀片,面銑刀片等。(2)半精銑
使被加工表面更接近于理論曲面,可采用球頭銑刀,一般為精加工工序留出0.5㎜左右的加工余量。(3)精加工
最終加工出理論曲面。一般采用整體立銑刀或者球頭銑刀。用球頭銑刀精加工曲面時,一般用行切法,適當地提高主軸轉速,選擇合適的折返點,降低停頓和振動產生的刀痕。(4)避免垂直下刀
好的辦法是向斜下方進刀,進到一定深度后再用側刃橫向切削。在銑削凹槽面時,可以預鉆出工藝孔以便下刀。
(5)銑削曲面零件中,如果發現零件材料熱處理不好、有裂紋、組織不均勻等異常現象時,應及時停止加工,以免浪費工時。
(6)在每次開機銑削前應對機床、夾具、刀具進行適當的檢查,以免在中途發生故障,影響加工精度,甚至造成廢品。
(7)在模具型腔銑削時,應根據加工表面的粗糙度適當掌握修銼余量。對于銑削比較困難的部位,應適當多留些修銼余量;而對于平面、直角溝槽等容易加工的部位,應盡量降低加工表面粗糙度值,減少修銼。
模具加工制造中,刀具的選用時需要從工件材料、場合工況、切削加工穩定性、成本生產率加工精度等幾個方面進行綜合考慮。只有合理選擇刀具才能提高加工質量和加工效率,滿足產品美觀度及功能要求,提高模具加工技術。
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第四篇:加工中心刀具及附件管理辦法
加工中心刀具及其機床附件的管理規定(草稿)
一.目的
規范刀具(通用刀具和專用刀具)和機床附件(拉釘、刀柄、彈簧筒夾)的領取、存放、保養、使用壽命、報廢、回收等整個過程的管理辦法,以控制刀具耗用成本,提高刀具的使用壽命。
二.定義:刀具類型:1.通用刀具a.可換式刀具刀片b.鉆頭 c.立銑刀d、刀盤
e、定點鉆
2.專用刀具。
三.職責
1.部門主管審核、批準刀具及附件的領用。
2.流失控制。3.刀具的正常消耗。
4..刀具及附件平時的保養,存放必須標識清楚。5.廢舊刀具、附件入庫的登記。
6.刀具管理人員負責刀及的登記、保管、收發及刀具壽命的統計。對刀具的使用情況及庫存量、報廢刀具、待修復刀具等及時錄入計算機內,在局域網內共享。
四.內容
1.刀具和機床附件的申報。
1.1新產品。刀具和附件由CNC編程人員根據庫存情況進行申報。根據刀具管理員提供的數據首選現有刀具,根據產品的批量、材質、加工精度,選擇相應的刀具及附件。由主管審核通過后以書面或短信形式通知采購人員購買,并告知刀具管理人員。
1.2.老產品。由刀具管理員根據刀具的庫存量及使用情況上報技術部。上報時需以書面形式且注明申報理由及購回時間,技術部核查通過后由申購人以書面形式通知采購人員。2.刀具和機床附件的購買
2.1.購買刀具必由技術部批準后方可購買。
2.2根據申報人員提供的信息(加工材質、產品數量、加工精度、數量等)購買相應的刀具。
2.3采購人員接到申購單后進行購買,于1個工作日內回復申報人,否則視為在申購單要求日期內購回。3.刀具和機床附件的接收
3.1刀具和機床附件購回后,由采購員將刀具或附件及送貨單交付于刀具管理員,送貨單上必須注明刀具的名稱、數量,確保與申報內容一致,否則刀具管理員有權拒收。對刀具的外觀及部分尺寸進行測量,如不合格有權拒收。3.2刀具管理員將接受的配件在三個工作日內到成品庫內進行登記。4.刀具和機床附件的日常管理
4.1刀具必須分類存放標識清楚。按刀具材質、鋁用刀、鋼用刀、不銹鋼專用刀、螺旋絲錐、擠壓絲錐、螺尖絲錐等細化分類存放。報廢刀具必須與其它刀具隔離,明確標識,及時交與庫房。需刃磨的刀具也分類存放,明確標識,由管理員通知專門刃磨人員進行刃磨。刃磨后交付于管理員。
4.2不使用的刀具、刀柄及筒夾需清除切削液及切削,并適當涂抹潤滑脂,防止生銹。刀柄應插入塑料導套內,嚴禁刀柄磕碰。
4.3新產品刀具的領用。管理員根據編程人員的通知準備所需刀具,交與領用人員并進行登記。領用人員是夜班,可由現操作人員代領并轉交于夜班人員。晚班和中班對于易損刀具可以適當的增加領用數量并告知CNC編程人員。否則由此產生的費用由刀具管理員承擔。
4.4老產品刀具的領用。車間主管將需要加工的產品以書面形式通知刀具管理員,管理員根據產品及工藝準備好刀具。由使用人員領用。
A.異常領用。產品加工中由于刀具的磨損頻繁、刀刃崩裂、損壞、丟失等異常原因領取新刀具時,由領取人員提出書面申請,注明原因、用途。由管理員根據相關規定作出相應的處理。及時通知編程人員確刀具是否適用。
B.正常領用。刀具及附件由相關人員判定達到使用壽命正常報廢的,管理人員應當統計刀具的使用情況(加工材料、刀具材料、加工數量)并在計算機里做詳細的記錄以便查詢。
4.5交接班時,操作工上班前和上一班人員交接設備上正在使用的刀具及待使用的刀具。如能使用無異常,則轉交。如有異常接班人員須在交接班記錄表上注明。否則產生的費用由接班人員承擔。
4.6刀具的更換以刀尖計算。刀具使用費用的計算由誰先使用新尖計算,上一班剩下的舊尖不記費用。更換刀具時有桿無尖,不能按以舊換新計算。
4.7刀具及附件的交回。一種產品加工結束后由刀具管理員根據下個產品的情況通知當前操作人員將不使用的刀具交回。管理員有權督促操作人員交回刀具及附件并進行通報。
4.8刀具管理人員對每把刀具的拉釘進行檢查,發現磨損、有缺陷或拉釘松動的刀柄進行相應的處理。由于拉釘松動、磨損等造成的損失由刀具管理員承擔。4.9操作人員應將待使用的刀具擺放整齊。加工之前檢查領用的刀具與工藝上注明的刀具是否一致與所加工的產品是否匹配,發現異常必須立即與相關人員核對,否則產生的費用由現操作人員承擔。刀具管理人員有權檢查刀具的擺放情況并進行通報。
4.10刀具管理人員需對每一把刀具進行詳細的跟蹤記錄。對同類同一尺寸不同品牌的刀進行比較,選出性價比較高的品牌。最終確定出每把刀具的使用壽命。4.11刀具管理員要確保計算機的信息與配件的實際情況相符,根據使用情況及時變動。
5.報廢刀具及附件的系列規定
5.1由于編程失誤產生撞刀而損壞的刀具及刀柄所產生的費用由編程人員承擔。5.2由于對刀、試切、分中或裝刀等因動作不規范或由于疏忽而損壞刀具及刀柄所產生的費用由操作人員承擔。損壞的刀具和刀柄不能按以舊換新計算。5.3報廢的刀具及附件由刀具管理人員分類標識定期交付于庫房,并在Execel里做相應的變動。
5.4報廢刀具需要注明報廢原因、人員,由技術部確認后交與庫房。6.考核獎懲
6.1每日由車間管理人員對以上措施進行督促檢查
6.2由專人不定期對相關人員執行程度進行抽查。每周不少于3次。6.3對執行部不到位的人員首次進行口頭批評,屢犯者做相應的處罰。6.4對每個月都完全按照上述規定執行,進行相應的獎勵。
第五篇:整理的關于各種機械加工領域刀具及材料
品質:加工精度、效率、使用壽命、穩定性
物(原材料、設備、檢測、工藝技術等)人(熟練程度、營銷等)———管理
貼近市場的快速反應能力,全套的解決方案,永遠給客戶更多的選擇,提供更多的附加價值。以行業應用為重點,努力提高客戶的滿意度和忠誠度。
金剛石的優異性能與對應的效果
普通材料尤其是硬紙合金材料與超硬材料的對比,超硬中材料的對比
刀具的加工應用術語及含義
供方依賴
瑞典山特維克:可樂滿(Coromant)萬耐特(Valenite)山高(Seco)蒂泰克斯(Titex)瓦爾特(Walter)斗馬(DORMER)等
美國肯納:Widia、Hetrel(德國)、Hannita(以色列)
德國藍幟(Leitz)、KOMET、MAPAL、鈷領(Guehring)、雄克、海默等
以色列伊斯卡(ISCAR)瓦格絲(Vargus)
日本住友,三菱、OSG、黛杰工業(DIJET)、京瓷、不二越NACHI、日立、東芝等
韓國特固克(被以色列收了)韓國冶金(KORLOY)、韓國多仁精工(DINE)(住友控股)、韓國養志園(YG—1)
航空航天:不銹鋼、高溫合金(Fe基、Ni基和Co基三種)以及鋁鎂合金鈦合金是主要材料 加工精度高,材料難加工 切削性能很差:變形抗力大 加工硬化大 加工溫度高肯納 汽車工業:鑄鐵是交通行業用于發動機箱體及其他主要零件的材料,灰口鑄鐵--球鑄鐵(非常耐磨受珠光體含量的影響)山高行業加工特點一是大批量。流水線生產,二是加工條件相對比較固定,通常強制統一換刀,對刀具的加工效率和使用壽命穩定性提出非常苛刻的要求
在航空航天和汽車行業中,使用CBN和金剛石燒結體(PCD)等超硬材料刀具是解決問題的根本,也是未來金屬切削朝著高速高效高耐用和干切削發展的大方向,在這方面,住友電工處于領先地位。其單晶金剛石是世界上最先成功地用于工業化的大顆粒、高純度的金剛石單晶體。
模具制造主要是汽車加工模具、家電模具、建材模具、電子通訊產品模具等
電子工業等
刀具材料:工具鋼(包括碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼),硬質合金,超硬刀具材料(包括陶瓷,金剛石及立方氮化硼等)
代理:上海聯創、北京金萬眾、上海興合等
國內:株洲、成量、哈一工、哈爾濱工量數控刀具有限公司、成都英格、成都量具刃具廠、上海機床附件一廠、東風汽車公司工具廠等
刀具管理:就是將某個工廠的刀具外包到一個公司整體管理,以適應各種各樣的刀具需要,全面提供包括刀具采購、庫存管理、修磨、清潔調整、配送等成套的服務。以減少初期投入,減少管理成本,使企業將精力放在自己的核心競爭力上。
在超精密加工中,保證加工表面質量的主要因素除了高精度的機床、超穩定的加工環境外,高質量的刀具也是很重要的一個方面。天然金剛石具有硬度高、耐磨性好、強度高、導熱性
好、與有色金屬摩擦系數低、抗黏結性好以及優良的抗腐蝕性和化學穩定性,可以磨出極其鋒利的刀刃,被認為是最理想的超精密切削用刀具材料,在機械加工領域尤其是超精密加工
領域有著重要地位并得到廣泛應用。
加工方法
二十世紀七十年代后期,在激光核融合技術的研究中,需要大量加工高精度軟質金屬反工方法,不僅加工時間長、費用高、操作難度大,而且不易達到要求的精度。因此,亟需開發新的加工方法。在現實需求的推動下,單晶金剛石超精密切削技術得以迅速發展。
優勢
由于單晶金剛石本身的物理特性,切削時不易黏刀及產生積屑瘤,加工表面質量好,加工有色金屬時,表面粗糙度可達Rz0.1~0.05μm。金剛石還能有效地加工非鐵金屬材料和非復合材料、塑料、橡膠、石墨、玻璃和各種耐磨木材(尤其是實心木和膠合板、MDF等復合材料)。
金剛石晶體屬于平面立方晶系,由于每個晶面上原子排列形式和原子密度的不同以及晶面之間距離的不同,造成天然金剛石晶體的各向異性,因此金剛石不僅各晶面表現的物理機械性能不同、其制造難易程度和使用壽命都不相同,各晶面的微觀破損強度也有明顯差別。通常應根據刀具的要求來進行單晶金剛石刀具的晶面選擇。一般來說,如果要求金剛石刀具獲得最高的強度,應選用(100)晶面作為刀具的前、后刀面;如果要求金剛石刀具抗機械磨損,則選用(110)晶面作為刀具的前、后刀面;如果要求金剛石刀具抗化學磨損,則宜采用(110)晶面作刀具的前刀面,(100)晶面作后刀面,或者前、后刀面都采用(100)晶面。這些要求都需要借助晶體定向技術來實現。
目前,晶體定向主要有三種方法:人工目測晶體定向、激光晶體定向和X射線晶體定向。
金剛石刀具的晶向選擇
金剛石各向異性,因此不但各晶面的硬度、耐磨性不同,就是同一晶面不同方向的耐磨性也不同。如果晶向選擇不當,即使晶面選擇正確,刃磨效率也會大大降低。同時由于金剛石晶體的抗壓強度比抗拉強度大5~7倍,所以在刃磨過程中要選擇晶面的易磨方向,同時刃口要迎著刃磨砂輪線速度的正方向(即采取逆磨),以保證刃磨效率并減小刃口的微觀解理程度。
金剛石刀具的磨、破損
金剛石刀具的磨損機理比較復雜,可分為宏觀磨損和微觀磨損,前者以機械磨損為主,后者以熱化學磨損為主。常見的金剛石刀具磨破損形態為前刀面磨損、后刀面磨損和刃口崩裂。在單晶金剛石刀具刃磨過程中,需要其磨損以刃磨出滿足要求的刀具,但若產生了不需要的磨損就可能損傷已經刃磨好的前、后刀面。而刃口崩裂(即崩刃)是在刃口上的應力超過金剛石刀具的局部承受能力時發生的,一般是由金剛石晶體沿(111)晶面的微觀解理破損造成的。在超精密加工中,金剛石刀具的切削刃鈍圓半徑比較小,其本身又屬于硬脆材料,同時由于其各向異性且(111)面易發生解理,隨著振動和砂輪砂粒對刀具刃口的沖擊作用,故常常會伴隨產生崩刃現象。