提高刀具寿命的方法研究(上)

HEATS

　　刀具的加工概述

　　工件:刀具,所有种类

4 o" \ S6 C& d! a

　　材质:硬质合金和HSS

　　加工内容:去毛刺,平整处理,倒圆

& o% }! w6 v) x" ^/ k) r6 ^0 Z* d0 a & Z: D7 t9 `* ^/ q$ a! W

　　1)去毛刺,平整,抛光的目的

! x s @" k) s& P5 i9 |) m

　　1a)刀具的修毛倒刺

V% R0 n+ k' g+ o, _5 j4 { " M4 l& \; t% [

　　硬质合金,HSS刀具在制造时两者皆可出现毛刺.如果不将其在涂层前去除,一旦刀具投入使用,毛刺即会崩离.这样会产生一个无涂层的裸露点,此处会有较快的磨损并大大缩短刀具的使用寿命.

5 N* T" A) ]) O 7 S' N2 |# F$ k5 q$ J0 y U

　　如图:毛刺---成形磨削后;涂层后;无涂层---毛刺剥落

　　特点:

　　-可立刻获得产品的尺寸精度

2 p! p5 I1 A) Y/ V - K/ Q M/ }2 {* z0 b, T6 j3 @* K {! w6 Q

　　-减少刀具崩刃的可能,因为无崩离的毛刺而引发的咬死

6 x, x. E2 s" T1 }3 Q : s9 ?+ M( S F( U

　　-提高使用寿命

　　-改善刃口处的涂层的附着性能

# b5 _' `1 ?( g" o6 n0 W7 z' T6 I # C |6 Z8 e0 i% }9 k6 C0 `# B# ?

　　1b)对表面的平整处理

# `+ Z0 d! y/ u+ y4 l 2 d& R0 V- t' [" X

　　表面质量带来的影响

x0 w. e+ L- K0 _

　　原则上我们认为,表面越平整,排屑越好.结果是大大减少的废屑发热,可实现更高的切削速度.而且表面质量提高后,也减小了同待加工材料咬死的危险性.除此以外,在攻螺纹和螺纹成形加工时,最大可以减小所需切削力的40%.

9 f/ l3 { b5 u2 ?6 I- Y+ \ $ U5 F7 @6 K: T# X% u0 E

　　其他效用

* l, a; h* y8 t; P# D4 x8 S. @9 J

　　毛糙的表面和尖利的外形会提高负荷下的缺口作用并导致硬质材料涂层的崩离.

# [& s) v, J5 C" W

　　.因为涂层后毛糙度也提高了,有必要在涂层前对表面进行平整处理.

1 F0 ?0 D$ J1 {0 H

　　OTEC研发了一种工艺,可以对形成毛糙的尖刺进行倒圆.这样可以大大改善表面质量以及降低缺口作用.

& c" [# D& C- K& @+ @2 b d3 ?+ R+ @6 c$ H0 l8 y- X

　　特点:

# |. m+ I/ s/ \1 L4 H0 Y

　　-减少刀瘤的形成

; C4 m7 _) N3 u; |# b3 v1 A6 \4 y

　　-改善涂层的附着性能

- Y2 N- }/ N: p" e* @6 X( Q7 G( w

　　-改善排屑性能,减少刀瘤,提高寿命和切削速度,减小因温度带来的问题

" c4 ^; r" o- |) c$ x& t 1 S) J$ N# s6 x6 }: W8 ^

　　1c)刃口的倒圆

　　对于稳定性,尺寸精度和高表面质量等,刀具刃口的状态是最重要的指标.

, f2 a6 B& Y2 u+ ~

　　左下图为不正确的刃口,带有磨削后以及利用OTEC设备加工前的小处的崩刃.

; k/ N; }( z B! _8 i

　　硬质合金为较脆的材料,在高压力下易导致崩裂,特别时当切削硬和韧性的材料,如钛合金.此种大大小小的开裂缺陷可导致对刃口倒圆的失控

　　因为崩刃处的涂层的丢失,刀具的`稳定性大大下降,而且因为刃口极大的劣化,表面质量也显著变差了.

　　加工前加工后刀具尖端

2 s! M. m$ c. M, k

　　中间的图表示在用OTEC DF-W机型加工后硬质合金铣刀的刃口.前后区别非常明显

# d/ R. n2 Z) i. g9 i- X

　　通过这种OTEC工艺,不但可以实现均匀的刃口倒圆,由此也带来了显著提高的表面质量.

8 I; }, Q x8 @

　　刀具涂层前使用OTEC的DF机器进行加工的优点

　　-通过对刃口的针对性倒圆处理,使刀具与待加工材料适配.

6 t0 K' H& ~: V( f2 Q' C

　　-改善运转的稳定性

- }8 ?5 R) Y* w9 U$ m: k* r

　　-减少崩刃的趋势

* m n$ q" ^9 p8 G! ?+ e* C ! R. S4 g2 u9 y6 H) D

　　-最大可以提高一倍的使用寿命

0 F9 K$ n) k" Y/ ?# S6 D. n

　　-表面质量的最优化

+ @5 N& c$ H) K2 I9 Q& a

　　-均匀的刃口

1 r3 p( A/ u G- i

　　-保证了切削的工艺可靠度

8 |- ?+ C4 X; q# ?) P$ u

　　-最大的刃口稳定度实现更高的切削速度,

8 a/ m- C: D0 L$ H+ W; E

　　-几无加工痕迹(如切削铝时的抖动痕迹)

8 m# Q" M7 L' o# K

　　-尺寸精度,如在阶梯钻削时,若非倒圆,崩刃后尺寸变小

　　从实践和试验中得出如下的倒圆的建议尺寸

　　-铝1-3µm (加工时间= 10-30秒)

% z( p% W, x' j5 M

　　-钢15-20µm (加工时间= 3-5分)

# e4 h2 g4 k7 F2 ?' ^+ q

　　-钛合金最大30µm (加工时间= 10-15分)

! g2 Y4 |9 [$ \2 T4 H1 ~! v8 u. I : t9 Z0 W3 P' R C$ Q

　　2)刀具的固定

4 L Y; g8 V, ]2 p x) X; d

　　加工前刀具固定于专用的夹具中,这样可以保证无接触的加工并避免损伤.

4 _! ?. ~, F9 W; h, \ # g2 d5 V$ V5 ^3 v

　　按待加工的刀具的类型,大小和形状,有不同的夹紧方式.

　　夹紧方式举例说明

/ S- `/ n& z- ]) G

　　带柄刀具的夹具

7 |1 I3 j; l& X% P; _

　　(驱动型夹具)刀片的专用夹具带柄刀具的驱动型快速夹具

# \0 T. R' W& ^5 W ! O7 I1 M8 t; X1 O3 l' ?

　　(驱动型夹具)

　　驱动型刀夹

+ J" v1 W/ p. ]1 a: S# v

　　只要工件的大小合适,刀具都在驱动型刀夹内加工

* `1 M( T" L1 g9 B% A

　　8夹头可夹直径最大12mm,刀具最大总直径=50mm,最多可用于8个刀具

2 `8 _: N: H$ J% I' U. V , r1 N3 R( Y" o

　　6夹头可夹直径最大34mm,刀具最大总直径=60mm,最多可用于6个刀具

2 t4 y) J! ~6 B. H ' h8 c" D" v0 s

　　4夹头可夹直径最大40mm,刀具最大总直径=80mm(DF 70),最多可用于4个刀具

　　刀具夹紧后由专用的磨料带动,磨料按具体的要求选取

7 h6 M0 J; M4 A5 P

　　加工的工艺可以选择不同的参数,使用的磨料,旋转方向,转速,加工时间,浸入深度,工件的大小和形状等等在总体上决定了加工的优劣

2 y+ j" E$ ?" k* v4 y/ I