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北京優誠品五金有限公司
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硬質合金刀具選擇應用及修磨技巧

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硬質合金銑刀是指用硬質合金為材料制成的銑刀。了解硬質合金銑刀先要知道什么是硬質合金,硬質合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分,以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結劑,在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金制品。


硬質合金銑刀分類

   硬質合金銑刀主要分:整體硬質合金銑刀|硬質合金直柄槽銑刀|硬質合金鋸片銑刀|硬質合金螺旋鉆銑刀|硬質合金機用鉸刀銑刀|硬質合金立銑刀|硬質合金球頭銑刀


硬質合金銑刀用途:

   硬質合金銑刀一般主要用于數控加工中心,cnc雕刻機。也可以裝到普通銑床上加工一些比較硬不復雜的熱處理材料。

   1.硬質合金圓柱形銑刀:用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上,按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數少,刀齒強度高,容屑空間大,適用于粗加工;細齒銑刀適用于精加工。

   2.硬質合金面銑刀:用于立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面,端面和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細齒之分。其結構有整體式、鑲齒式和可轉位式3種。

   3.硬質合金立銑刀:用于加工溝槽和臺階面等,刀齒在圓周和端面上,工作時不能沿軸向進給。當立銑刀上有通過中心的端齒時,可軸向進給。

   4.硬質合金三面刃銑刀:用于加工各種溝槽和臺階面,其兩側面和圓周上均有刀齒。

   5.硬質合金角度銑刀:用于銑削成一定角度的溝槽,有單角和雙角銑刀兩種。

   6.硬質合金鋸片銑刀:用于加工深槽和切斷工件,其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的摩擦,刀齒兩側有15′~1°的副偏角。此外,還有鍵槽銑刀、燕尾槽銑刀、T形槽銑刀和各種成形銑刀等。


硬質合金銑刀銑削方式

   硬質合金銑刀相對于工件的進給方向和銑刀的旋轉方向主要有以下兩種銑削方式:

   第一種是順銑,銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相同的,在開始切削時銑刀就咬住工件并切下最后的切屑。

   第二種是逆銑,銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相反的,銑刀在開始切削之前必須在工件上滑移一段,以切削厚度為零開始,到切削結束時切削厚度達到最大。

   順銑時,切削力將工件壓向工作臺,逆銑時切削力使工件離開工作臺。由于順銑的切削效果最好,通常首選順銑,只有當機床存在螺紋間隙問題或者有順銑解決不了的問題時,才考慮逆銑。

   硬質合金銑刀刀片每一次進入切削時,切削刃都要承受沖擊載荷,載荷大小取決于切屑的橫截面、工件材料和切削類型。在理想狀況下,銑刀直徑應比工件寬度大,銑刀軸心線應始終和工件中心線稍微離開一些距離。當刀具正對切削中心放置時,極易產生毛刺。切削刃進入切削和退出切削時徑向切削力的方向將不斷變化,機床主軸就可能振動并損壞,刀片可能碎裂并且加工表面將十分粗糙,硬質合金銑刀稍微偏離中心,切削力方向將不再波動,銑刀將會獲得一種預載荷。


硬質合金銑刀維護

   當硬質合金銑刀軸心線和工件邊緣線重合或接近工件的邊緣線時,情況將很嚴重,操作人員應做好相關的設備維護工作:

   1.檢查機床的功率和剛度,以保證所需要的銑刀直徑能夠在機床上使用。

   2.主軸上刀具的懸伸量盡可能達到最短,減小銑刀軸線與工件位置對沖擊載荷的影響。

   3.采用適合于該工序的正確的銑刀齒距,以確保在切削時沒有太多的刀片同時和工件嚙合而引起振動,另一方面,在銑削狹窄工件或銑削型腔時要確保有足夠的刀片和工件嚙合。

   4.確保采用每刀片的進給量,以便在切屑足夠厚時能獲得正確的切削效果,從而減小刀具磨損。采用正前角槽形的可轉位刀片,從而獲得平穩的切削效果以及最低的功率。

   5.選用適合于工件寬度的銑刀直徑。

   6.選用正確的主偏角。

   7.正確放置銑刀。

   8.僅在必要時使用切削液。

   9.遵循刀具保養及維修規則,并監控刀具磨損。

?    做好硬質合金銑刀的維護工作能夠延長刀具使用壽命,提高工作效率。


硬質合金銑刀選擇

   銑削加工不銹鋼除端銑刀和部分立銑刀及硬質合金作銑刀材料外,其余各類銑刀均采用高速鋼,特別是鎢—鉬系和高釩高速鋼具有良好的效果,其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1~2倍。適宜制作不銹鋼銑刀的硬質合金牌號有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。

   采用噴霧冷卻法效果最為顯著,可提高銑刀耐用度一倍以上;如用一般10%乳化液冷卻,應保證切削液流量達到充分冷卻。硬質合金銑刀銑削不銹鋼時,取Vc=70~150m/min,Vf=37.5~150mm/min,同時應根據合金牌號及工件材料的不同作適當調整。

   不銹鋼的粘附性及熔著性強,切屑容易粘附在銑刀刀刃上,使切削條件惡化;逆銑時,刀刃先在已經硬化的表面上滑行,增加了加工硬化的趨勢;銑削時沖擊、振動較大,使銑刀刀刃易崩刃和磨損。

   銑削加工不銹鋼時,切削刃既要鋒利又要能承受沖擊,容屑槽要大??刹捎么舐菪倾姷?圓柱銑刀、立銑刀),螺旋角b從20°增加到45°(gn=5°),刀具耐用度可提高2倍以上,因為此時銑刀的工作前角g0e由11°增加到27°以上,銑削輕快。但b值不宜再大,特別是立銑刀以b≤35°為宜,以免削弱刀齒。

   采用波形刃立銑刀加工不銹鋼管材或薄壁件,切削輕快,振動小,切屑易碎,工件不變形。用硬質合金立銑刀高速銑削、可轉位端銑刀銑削不銹鋼都能取得良好的效果。

   ?用銀白屑端銑刀銑削1Cr18Ni9Ti,其幾何參數為gf=5°、gp=15°、af=15°、ap=5°、kr=55°、k′r=35°、g01=-30°、bg=0.4mm、re=6mm,當Vc=50~90m/min、Vf=630~750mm/min、a′p=2~6mm并且每齒進給量達0.4~0.8mm時,銑削力減小10%~15%,銑削功率下降44%,效率也大大提高。其原理是在主切削刃上磨出負倒棱,銑削時人為地產生積屑瘤,使其代替切削刃進行切削,積屑瘤的前角gb可達20~~302,由于主偏角的作用,積屑瘤受到一個前刀面上產生的平行于切削刃的推力作用而成為副屑流出,從而帶走了切削熱,降低了切削溫度。

   銑削不銹鋼時,應盡可能采用順銑法加工。不對稱順銑法能保證切削刃平穩地從金屬中切離,切屑粘結接觸面積較小,在高速離心力的作用下易被甩掉,以免刀齒重新切入工件時,切屑沖擊前刀面產生剝落和崩刃現象,提高刀具的耐用度。

   不銹鋼材料應用廣泛,在車加工、銑加工、鉆加工、攻絲當中都能碰到。但是因為不銹鋼具有跟別的一般材料不一樣的特性,所以加工不銹鋼成為技術人員的一個不小的難題!


硬質合金刀具修磨技巧:

一、基本知識:

1)注意測裝夾刀具尺寸,防止撞機床,安全距離必須保持在15MM至20MM之間

2)每兩周一次對機器進行清潔保養

3)按照《CNC程序管理與使用規定》進行建立程序和使用程序

4)刀具裝入筒夾時,應確保刀具表面及筒夾內壁整潔無異物,筒夾合適及不劃傷筒夾內壁,如有內壁已劃傷的筒夾,應及時上報

5)開機前,必須先開油過濾,尤其是周末休息后上班時和停電之后開機

6)按照關機程序逐步關機,嚴格禁止越步關機,關機步驟:保存程序、關閉程序、關閉電腦、關電腦電源、關閉CNC總電源、關閉穩壓器開關、關閉排風扇開關、關閉油過濾開關及其空調開關、關閉電源總開關


二、技巧:

1)關于震刀

A、選擇正確的砂輪

B、選擇正確砂輪磨削方向,不能逆磨,即不能讓刀具刃口切著砂輪磨,否則容易震刀

C、選用合適的進給余量,進給余量太大會造成震刀

D、選用合適的砂輪速度

2)一次裝夾

A、一次裝夾完成刀具的整個生產工序可大大減少單個刀具的生產時間,提高效率

B、在不磨到夾頭的情況下,盡量多夾刀柄

C、如果橫刃不對稱,要考慮夾頭是否OK

D、刀具太長,要考慮用支撐

3)節省機床停機時間

A、利用CNC修磨時間,休整砂輪/測量砂輪,減少CNC停機時間

B、機床運行時(最后一把刀的時間段)調好下一個單子的程序,減少CNC停機施時間,但務必在裝刀后,運行程序前,先確認程序是否用錯。以保證不會用錯程序

4)修磨前挑選,同類型刀具按同樣的程序修磨參數修磨

A、按原刀廠家挑選,根據不同廠家選用不同的修磨方式

B、按崩口大小和崩口位置挑選:1、余量大于1mm的選擇手工先磨余量,或先線切割,2、0.5-1mm的選擇多給機床余量完成,總之需要一次裝夾完成

5)可手工加工或返工的,不必要再用CNC返工

A、如果修磨時未磨出內冷孔,則不必再CNC修磨,可手工磨導流孔

B、小R,比如小于0.5mm的R,機床不易加工,或加工費時,則可用手工挫R


刀具的修磨

   刀具需要修磨嗎?絕大多數刀具都需要修磨,而且在設計時就考慮到以后的修磨;小直徑的絲錐、大部分可轉位刀片因本身價格低、修磨成本相對高而放棄修磨;一些加工槽的成形刀具,因修磨后要減小直徑而不能修磨。


   為什么刀具需要修磨?是降低生產成本、減少資源消耗的低碳行為。

高速鋼刀具:

此類刀具修磨要求相對較低,大多由用戶自己修磨。難度大的交給制造廠家或專業修磨中心去修磨。

硬質合金刀具

此類刀具修磨要求高,需要專業設備和專業技術,一般需交給制造廠家或專業修磨中心去修磨。

超硬刀具

此類刀具修磨要求高,需要專業設備和專業技術,一般需交給制造廠家或專業修磨中心去修磨。


常修磨刀具

鉆頭:是最適合修磨的刀具,設計時就考慮了修磨的需求。對預加工或一般的孔精度而言,鉆頭的修磨次數可多致20次,對精度要求較高的情況,一般能修磨5次。

鉸刀:也是常修刀具,其修磨相對簡單。因精度較高,一般能修2-5次。修磨前要檢測直徑是否還在要求范圍。鉸刀修磨后一般不涂層。

絲錐:可以修磨2-3次,尤其是大直徑絲錐。主要看成本是否值得。絲錐修磨后一般不涂層。

銑刀:球頭銑刀的修磨不改變直徑,而平頭銑刀修磨側刃就會減小直徑,需要看用戶的具體加工情況而定。

成型銑刀、滾刀:復雜成形刀具必須修磨,因為刀具的成本很高,而修磨的成本倒不高。


磨損及失效區域

修磨要點:

把用鈍的、用壞的原刃口磨去,在較完好的基體上磨出新刃口。

對于孔加工刀具,必須綜合考慮導向部分受磨損的情況。

對刃口正常的均勻磨損,常采用原刀參數進行復原性修磨;對刃口不正常的失效情況(如蹦口等),則要采用阿諾修磨標準進行優化修磨。

刀具的修磨與再涂層

修磨:

- 通過磨削后刀面(和前刀面)產生完好的新刃口。

選定合適的前后角及刃口的處理方法。


再涂層:

- 根據刀具精度來確認涂層與否及涂層的方法。

涂層有厚度,會增加直徑,對直徑敏感的刀具,如鉸刀、滾刀等必須采取特殊措施。

對高速鋼和硬質合金材料,去涂層的方法、效果和成本完全不同。


刀具專業修磨之條件

修磨中心硬件代表:數控刀具磨床、手動工具磨床、涂層設備。

砂輪:砂輪對修磨來說就是刀具。HSS刀具用CBN砂輪修磨,硬質合金刀具用金剛石砂輪修磨。要正確選擇砂輪,特別要注意砂輪的粒度,修磨刃口的砂輪選小粒度。

刀具修磨標準:針對不同工件材料優選不同的刀具參數(前后角、鉆心形式、刃口處理形式等);不同制造廠家的刀具其刃型常常不同,需建立不同的修磨方法;為特殊要求的客戶需建立專門的修磨標準;跟蹤修磨效果、改善修磨標準、博采眾制造廠家之長;阿諾的修磨標準能基本覆蓋常用刀具的修磨要求。

硬質合金鉆的橫刃修正形式:鉆頭的槽型不同,刃型就不同,這樣,橫刃的修磨形式(鉆心)也不同。正確的鉆心將有利于鉆頭的定心、切削、斷屑和壽命。


檢驗修磨是否專業的三個問句

1 能精確修整砂輪嗎?

對刀具修磨來說,砂輪就是刀具,不能精確修整砂輪就無法精確修磨刀具。

2 能測量鉆頭的后角嗎?

后角是關鍵參數,如無法測得后角就無法保證刀具的性能。

3 擁有刀具修磨標準嗎?

如無標準,刀具的修磨就會隨意。修磨的一致性和穩定性就無法保證。


刀具管理與成本控制

1 新刀編號,便于跟蹤;

2 每次修磨后打標,便于統計修磨次數;

3 確保修磨和涂層質量,穩定刀具使用壽命;

4 統計刀具使用壽命(鉆孔數),實行強制換刀;

5 制訂合理報廢標準,在確保鉆孔質量的前提下,延長刀具總的使用壽命;

6 統計修磨次數及總鉆孔數,計算出每個孔的平均刀具費用;

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