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如何提高數(shù)控加工中心的切削效率
高精度、高速度、率沖切復(fù)合切割技術(shù)一般是等離子或激光與沖壓或鉆削的復(fù)合加工,等離子在切割時(shí),切割會(huì)形成V形口,對(duì)于小孔則切割質(zhì)量不好,會(huì)影響加工精度;而激光切割質(zhì)量好于等離子,但是切割速度相對(duì)比較慢,復(fù)合加工中心在切割精度和速度上有待提高。
哪些途徑可以提高數(shù)控加工中心的切削效率?
?。?)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(guó)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(diǎn),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(shí)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(shí),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;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(shí),其耐磨性較TiC、TiN涂層都好。
?。?)加快涂層技術(shù)的開發(fā)
刀具涂層技術(shù)自從問(wèn)世以來(lái),對(duì)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(guò)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。此外,納米級(jí)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。
此外,刀具切削部分的幾何參數(shù)對(duì)切削效率的高低和加工質(zhì)量有很大影響,高速切削時(shí)的刀具前角一般比普通切削時(shí)小10°,后角大5°~8°。為防止刀尖處的熱磨損,主、副切削刃連接處應(yīng)采用修圓刀尖或倒角刀尖,以增大局部刀尖角,增大刀尖附近切削刃的長(zhǎng)度和刀具材料體積,以提高刀具剛性和減少刀具破損率。
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