1) 高速鋼。高速鋼是一種加入了較多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具鋼,其含碳量為0.7%——1.05%。高速鋼具有較高耐熱性,其切削溫度可達(dá)600℃,與碳素工具鋼及合金工具鋼相比,其切削速度可成倍提高。
2) 陶瓷。與硬質(zhì)合金刀具相比,陶瓷材料具有更高的硬度、紅硬性和耐磨性。陶瓷材料的缺點是脆性大、橫向斷裂強(qiáng)度低、承受沖擊載荷能力差,這也是近幾十年來人們不斷對其進(jìn)行改進(jìn)的重點。刀具材料可分為三大類:①氧化鋁基陶瓷。②氮化硅基陶瓷。③氧化鋁復(fù)合陶瓷。
3) 金屬陶瓷。金屬陶瓷的切削效率和工作壽命高于硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金刀具,加工出的工件表面粗糙度??;由于金屬陶瓷與鋼的粘結(jié)性較低,因此用刀具取代涂層硬質(zhì)合金刀具加工鋼制工件時,切屑形成較穩(wěn)定,圓刀片,在自動化加工中不易發(fā)生長切屑纏繞現(xiàn)象,零件棱邊基本沒有毛刺。金屬陶瓷的缺點是抗熱震性較差,易碎裂,因此使用范圍有限。
4) 超硬材料。人造金剛石、立方氮化硼(CBN)等具有高硬度的材料統(tǒng)稱為超硬材料。金剛石是世界上已知的硬物質(zhì),并具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、高化學(xué)穩(wěn)定性、高溫半導(dǎo)體特性等多種優(yōu)良性能,可用于鋁、銅等有色金屬及其合金的精密加工,特別適合加工非金屬硬脆材料。
5) 硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金刀具的硬度已達(dá)98——93HRA,在1000℃的高溫下仍具有較好的紅硬性,其耐用度是高速鋼的幾十倍。硬質(zhì)合金是由WC、TiC、TaC、NbC、VC等難熔金屬碳化物以及作為粘結(jié)劑的鐵族金屬用粉末冶金方法制備而成。與高速鋼相比,它具有較高的硬度、耐磨性和紅硬性;與超硬材料相比,它具有較高的韌性。
硬質(zhì)合金刀具材料的選擇對刀具壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等的影響很大。刀具切削時要承受高壓、高溫、摩擦、沖擊和振動等作用。因此,刀具材料應(yīng)具備如下一些基本性能:
(1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。
(2) 強(qiáng)度和韌性。刀具材料應(yīng)具備較高的強(qiáng)度和韌性,以便承受切削力、沖擊和振動,防止刀具脆性斷裂和崩刃。(3) 耐熱性。刀具材料的耐熱性要好,能承受高的切削溫度。(4) 工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。刀具材料應(yīng)具備好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能;磨削加工性能等,粉碎機(jī)刀片,而且要追求高的性能價格比。
粗加工時,一般以提高生產(chǎn)率為主,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本;半精加工和精加工時,分切刀片,應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。
具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊,杭州刀片,并結(jié)合經(jīng)驗而定。具體要考慮以下幾個因素:
1、切削深度t。在機(jī)床、工件和硬質(zhì)合金刀具剛度允許的情況下,t就等于加工余量,這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度,一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床
2、切削寬度L。一般L與刀具直徑d成正比,與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的加工過程中,一般L的取值范圍為:L=(0.6~0.9)d。
3、切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個措施,但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大,刀具耐用度急劇下降,故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外,切削速度與加工材料也有很大關(guān)系,例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時,v可采用8m/分鐘左右;而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時,v可選200m/分鐘以上。
4、主軸轉(zhuǎn)速n(r/分鐘)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計算公式為:v=∏nd/1000。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)(倍率)開關(guān),可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。
5、進(jìn)給速度vF。vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時,vF可選擇得大些。在加工過程中,vF也可通過機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整,但是速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。
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