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如何才能提高加工效率和延長刀具壽命?

文字:[大][中][小] 2014-6-24    瀏覽次數:2633    
  合理的刀具選型和優化的加工方法,對于提高加工效率和延長刀具壽命非常重要,特別是在加工難加工材料航空零部件時更為重要。一種高品質的難加工材料刀具,必須具備超細晶粒刀具基體、鋒利的切削角度、強壯的切削刃口、耐熱的表面涂層等?! ?
  
  首先,充分的冷卻、適當的加工線速度、有效的斷屑、合理的刀具包角對于控制刀尖溫度非常有效。對于同時具有內冷卻的CNC機床和刀具,應該盡量使用最利于降溫的內冷卻功能,以便使強有力的高壓水流帶走大量的切削熱,確保加工區域保持在一定的溫度范圍內。即使沒有內冷卻功能的機加工設備,也建議使用外傳內冷卻刀柄,同時增強冷卻壓力,改善冷卻效果。
  
  其次,適當地控制刀具的切削力和切削速度,也是降低加工區域溫度、延長刀具壽命最有效的方法之一。通常加工難加工材料一般均采用精磨的刀具刃口、較小的切削深度和切削寬度。根據不同的難加工材料、零件結構和加工設備等因素,選用合理的切削線速度非常重要。在通常加工中鎳基合金應控制在20~50m/min,鈦合金應控制在30~110m/min,PH不銹鋼應控制在50~120m/min。
  
  第三,對于同樣的機床和零件,加工難加工材料的方法會大大影響刀具的加工效率和刀具壽命。無論是采用擺線加工、螺旋插補和大進給銑削方式,其目的都是降低切削力、減小切削區溫度。擺線切入法可最大限度減小切削區,使得刀具的實際切削包角最小,延長刀具每齒的散熱時間;螺旋插補使得每齒切削量相對均勻,特別是在拐角處最為明顯;大進給切削方式,以小的切深、大的進給有效地減小了切削力,使得加工中產生最小的切削熱,加工區域溫度最低。
  
  第四,保證加工中斷屑,也是控制溫升的有效途徑。一般在金屬加工中大量的切削熱產生在切屑上,有效地斷屑會使加工中產生的大量切削熱被切屑帶走。通常情況下,在加工中我們不希望有長的切屑產生。對于難加工材料的加工更應該注意,特別是對于粗加工工序,在整個加工系統剛性允許的情況下,應盡量使其在整個加工過程中產生斷屑,盡量采用逆銑方式,使形成的鐵屑由厚變薄,并且鐵屑形狀為“9”字形、“6”字形或“C”字形。
  
  第五,加工中保持適當的有效刀具包角,使得刀具的每一個有效加工齒能夠最大限度地保證最長冷卻時間。加工中保持適當、合理地刀具有效包角,非常有利于提高難加工材料的切削效率、延長刀具加工壽命,對于加工難加工材料零件極為重要。刀具有效包角,反映到切削參數上與切削深度Ap和切削寬度Ae以及刀具直徑Dc有著直接的關系。特別是在加工難加工材料時,應盡量避免滿刀切削。在實際加工中,刀具的切削包角每增大一倍,刀具壽命會減少約30%。
  
  總之,難加工材料零部件必須具有高硬度、高強度、高韌性和高耐磨性,對于具有這些特性的新型難加工材料,其機加工性能差、加工難度大、加工效率低、刀具成本高。這樣一來難加工材料零部件對機加工刀具提出了更高地要求。

 

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