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技術(shù)文章

如何利用刀具提高數(shù)控加工中心的切削率

閱讀:2497          發(fā)布時間:2014-9-2
  加工中心又叫電腦鑼,是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。與數(shù)控銑床的zui大區(qū)別在于加工中心具有自動交換加工刀具的能力,通過在刀庫上安裝不同用途的刀具,可在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具,實現(xiàn)多種加工功能。是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的率自動化機(jī)床。加工中心備有刀庫,具有自動換刀功能,是對工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。
  
  加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品,工件裝夾后,數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等,可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序,因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時間,對加工形狀比較復(fù)雜,精度要求較高,品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。但是由于一些因素的影響,加工中心的效率會受到影響,那么如何提高加工中心的加工效率呢?下面我們來說一下刀具的使用對切削效率的影響。
  
  1.選擇性能好的刀具材料:在數(shù)控機(jī)床切削加工中,金屬切削刀具的作用不亞于瓦特發(fā)明的蒸氣機(jī)。制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性,必要的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和化學(xué)惰性,良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等),并不易變形。目前國內(nèi)外性能好的刀具材料主要有:金屬陶瓷、硬質(zhì)合金涂層刀具、陶瓷刀具、聚晶金剛石(PCD)和立方氮化硼(CBN)刀具等。它們各具特點,適應(yīng)的工件材料和切削速度范圍各不相同。CBN適用于切削高硬度淬硬鋼和硬鑄鐵等,如加工高硬鋼件(50~67HRC)和冷硬鑄鐵時主要選用陶瓷刀具和CBN刀具,其中加工硬度60~65HRC以下的工件可用陶瓷刀具,而65HRC以上的工件則用CBN刀具進(jìn)行切削;PCD適用于切削不含鐵的金屬,及合金、塑料和玻璃鋼等,加工鋁合金件時,主要采用PCD和金剛石膜涂層刀具;碳素工具鋼和合金工具鋼現(xiàn)在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。
  
  2.加快涂層技術(shù)的開發(fā):刀具涂層技術(shù)自從問世以來,對刀具性能的改善和加工技術(shù)的進(jìn)步起著非常重要的作用,涂層刀具已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具的標(biāo)志,在刀具中所占比例已超過50%。在21世紀(jì)初,涂層刀具的比例將進(jìn)一步增加,有望在技術(shù)上突破CBN涂層技術(shù),使CBN的優(yōu)良性能在更多的刀具和切削加工中得到應(yīng)用(包括精密復(fù)雜刀具和成形刀具),這將全面提高加工黑色金屬的切削水平。硬質(zhì)合金涂層刀具(如涂層TiN、TiC、TiCN、TiAIN等)雖然硬度較高,適于加工的工件范圍廣,但其抗氧化溫度一般不高,所以切削速度的提高也受到限制,一般可在400~500m/min范圍內(nèi)加工鋼鐵件,而Al2O3涂層的高溫硬度高,在高速范圍內(nèi)加工時,其耐磨性較TiC、TiN涂層都好。
  
  此外,納米級超薄超多層和新型涂層材料的開發(fā)應(yīng)用的速度將加快,涂層將成為改善刀具性能的主要途徑。
  
  刀具的性能直接影響著加工中心的效率,使用要從根本上解決這個問題,就需要注重刀具的開發(fā)使用。

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