硬質(zhì)合金刀具的材料、幾何參數(shù)對(duì)切削力、切削熱有重要的影響,正確選擇刀具,對(duì)減少零件加工變形至關(guān)重要。
(1)合理選擇刀具幾何參數(shù)。①前角:在保持刀刃強(qiáng)度的條件下,前角適當(dāng)選擇大一些,一方面可以磨出鋒利的刃口,另外可以減少切削變形,使排屑順利,進(jìn)而降低切削力和切削溫度。切忌使用負(fù)前角刀具。②后角:后角大小對(duì)后刀面磨損及加工表面質(zhì)量有直接的影響。切削厚度是選擇后角的重要條件。粗銑時(shí),由于進(jìn)給量大,切削負(fù)荷重,發(fā)熱量大,要求刀具散熱條件好,因此,后角應(yīng)選擇小一些。精銑時(shí),要求刃口鋒利,減輕后刀面與加工表面的摩擦,減小彈性變形,因此,后角應(yīng)選擇大一些。③螺旋角:為使銑削平穩(wěn),降低銑削力,螺旋角應(yīng)盡可能選擇大一些。④主偏角:適當(dāng)減小主偏角可以改善散熱條件,使加工區(qū)的平均溫度下降。
(2)改善刀具結(jié)構(gòu)。
①減少銑刀齒數(shù),加大容屑空間。由于鋁件材料塑性較大,加工中切削變形較大,需要較大的容屑空間,因此容屑槽底半徑應(yīng)該較大、銑刀齒數(shù)較少為好。②精磨刀齒。刀齒切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在使用新刀之前,應(yīng)該用細(xì)油石在刀齒前、后面輕輕磨幾下,以消除刃磨刀齒時(shí)殘留的毛刺及輕微的鋸齒紋。這樣,不但可以降低切削熱而且切削變形也比較小。③嚴(yán)格控制刀具的磨損標(biāo)準(zhǔn)。刀具磨損后,工件表面粗糙度值增加,切削溫度上升,工件變形隨之增加。因此,除選用耐磨性好的刀具材料外,刀具磨損標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)該大于0.2mm,否則容易產(chǎn)生積屑瘤。切削時(shí),工件的溫度一般不要超過(guò)100℃,以防止變形。
硬質(zhì)合金刀具半徑補(bǔ)償有B功能和C功能兩種補(bǔ)償形式。由于B功能刀具半徑補(bǔ)償只根據(jù)本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)計(jì)算,不能解決程序段之間的過(guò)渡問(wèn)題,要求將工件輪廓處理成圓角過(guò)渡,因此工件尖角處工藝性不好;C功能刀具半徑補(bǔ)償能自動(dòng)處理兩程序段刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接,可完全按照工件輪廓來(lái)編程,因此現(xiàn)代CNC數(shù)控機(jī)床幾乎都采用C功能刀具半徑補(bǔ)償。
刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆较蛟趺礃优袛嗄兀颗袛嗟姆椒ǎ骸绊樦毒哌\(yùn)行的方向”上看去刀具在工件的左面為左補(bǔ)償,刀具在工件的右面為右補(bǔ)償。補(bǔ)償可以為“負(fù)”,當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償取負(fù)值時(shí),G41和G42的功能互換。
刀具的半徑值預(yù)先存入存儲(chǔ)器Dxx中,xx為存儲(chǔ)器號(hào),當(dāng)一個(gè)程序需用到幾把刀時(shí),建議刀具號(hào)Txx和存儲(chǔ)器Dxx相對(duì)應(yīng),即T1號(hào)刀具半徑補(bǔ)償值相應(yīng)地使用D01號(hào)存儲(chǔ)器,這樣加工時(shí)不容易搞錯(cuò)。執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后,數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算,并使刀具按照計(jì)算結(jié)果自動(dòng)補(bǔ)償。在加工的過(guò)程中,如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別,就可以通過(guò)修正存儲(chǔ)器Dxx中的半徑補(bǔ)償值,再重新運(yùn)行程序以達(dá)到要求。取消刀具半徑補(bǔ)償用G40,也可用D00取消刀具半徑補(bǔ)償。
使用中需注意:建立、取消刀補(bǔ)時(shí),G41、G42、G40指令必須與G00或G01指令共段,即使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同時(shí)使用G00或G01指令,而不得同時(shí)使用G02或G03,并且建立、取消刀補(bǔ)時(shí)所運(yùn)行的直線段的長(zhǎng)度要大于所要補(bǔ)償?shù)牡毒甙霃街担駝t補(bǔ)償功能不起作用;而在補(bǔ)償方式中,寫入2個(gè)或更多刀具不移動(dòng)的程序段(輔助功能,暫停等等),刀具將產(chǎn)生過(guò)切或欠削。
金剛石刀具的性能特點(diǎn)
① 極高的硬度和耐磨性:天然金剛石是自然界已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的硬的物質(zhì)。金剛石具有極高的耐磨性,加工高硬度材料時(shí),金剛石刀具的壽命為硬質(zhì)合金刀具的lO~100倍,甚至高達(dá)幾百倍。
② 具有很低的摩擦系數(shù):金剛石與一些有色金屬之間的摩擦系數(shù)比其他刀具都低,摩擦系數(shù)低,加工時(shí)變形小,可減小切削力。
③ 切削刃非常鋒利:金剛石刀具的切削刃可以磨得非常鋒利,天然單晶金剛石刀具可高達(dá)0.002~0.008μm,能進(jìn)行超薄切削和超精密加工。
④ 具有很高的導(dǎo)熱性能:金剛石的導(dǎo)熱系數(shù)及熱擴(kuò)散率高,切削熱容易散出,刀具切削部分溫度低。
⑤ 具有較低的熱膨脹系數(shù):金剛石的熱膨脹系數(shù)比硬質(zhì)合金小幾倍,由切削熱引起的刀具尺寸的變化很小,這對(duì)尺寸精度要求很高的精密和超精密加工來(lái)說(shuō)尤為重要。
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