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硬质合金刀具提高加工效率和寿命的方法

发布时间:2018/6/4 9:57:10   点击次数:513次

  硬质合金刀具提高加工效率和寿命的方法
  硬质合金刀具材料是决定硬质合金刀具切削性能的根本因素,对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。硬质合金刀具材料越硬,其耐磨性越好,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾,也是刀具材料所应克服的一个关键。对于石墨刀具,普通的涂层可在选材上适当选择韧性相对较好一点的,也就是钴含量稍高一点的;对于金刚石涂层石墨刀具,可在选材上适当选择硬度相对较好一点的,也就是钴含量稍低一点的。
  合理的硬质合金刀具选型和优化的加工方法,对于提高加工效率和延长硬质合金刀具寿命非常重要,特别是在加工难加工材料航空零部件时更为重要。一种高品质的难加工材料刀具,必须具备超细晶粒刀具基体、锋利的切削角度、强壮的切削刃口、耐热的表面涂层等。
  首先,充分的冷却、适当的加工线速度、有效的断屑、合理的硬质合金刀具包角对于控制刀尖温度非常有效。对于同时具有内冷却的CNC机床和刀具,应该尽量使用利于降温的内冷却功能,以便使强有力的高压水流带走大量的切削热,确保加工区域保持在一定的温度范围内。即使没有内冷却功能的机加工设备,也建议使用外传内冷却刀柄,同时增强冷却压力,改善冷却效果。
  其次,适当地控制硬质合金刀具的切削力和切削速度,也是降低加工区域温度、延长硬质合金刀具寿命有效的方法之一。通常加工难加工材料一般均采用精磨的刀具刃口、较小的切削深度和切削宽度。根据不同的难加工材料、零件结构和加工设备等因素,选用合理的切削线速度非常重要。
  第三,对于同样的机床和零件,加工难加工材料的方法会大大影响刀具的加工效率和硬质合金刀具寿命。无论是采用摆线加工、螺旋插补和大进给铣削方式,其目的都是降低切削力、减小切削区温度。摆线切入法可大限度减小切削区,使得刀具的实际切削包角小,延长硬质合金刀具每齿的散热时间;螺旋插补使得每齿切削量相对均匀,特别是在拐角处为明显;大进给切削方式,以小的切深、大的进给有效地减小了切削力,使得加工中产生小的切削热,加工区域温度低。
  第四,保证加工中断屑,也是控制温升的有效途径。一般在金属加工中大量的切削热产生在切屑上,有效地断屑会使加工中产生的大量切削热被切屑带走。通常情况下,在加工中我们不希望有长的切屑产生。对于难加工材料的加工更应该注意,特别是对于粗加工工序,在整个加工系统刚性允许的情况下,应尽量使其在整个加工过程中产生断屑,尽量采用逆铣方式,使形成的铁屑由厚变薄,并且铁屑形状为“9”字形、“6”字形或“C”字形。
  第五,加工中保持适当的有效硬质合金刀具包角,使得刀具的每一个有效加工齿能够大限度地保证长冷却时间。加工中保持适当、合理地刀具有效包角,非常有利于提高难加工材料的切削效率、延长硬质合金刀具加工寿命,对于加工难加工材料零件极为重要。
  此外,硬质合金刀具的应用范围广。硬质合金刀具可精加工各种金属模具型腔,如加工鞋模等等。各种金属和非金属之工艺雕刻,如模具雕刻,工艺礼品之修边。硬质合金刀具可清理铸、锻、焊件的飞边、毛刺、焊缝,如机铸厂、造船厂、汽车厂等。各种机械零件的倒角倒圆和沟槽加工,清理管道,精加工机械零件的内孔表面。

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