東莞神兵精密工具有限公司
專注醫(yī)療刀具、工業(yè)數(shù)控刀具的研發(fā)與生產(chǎn)
東莞神兵精密工具有限公司
專注醫(yī)療刀具、工業(yè)數(shù)控刀具的研發(fā)與生產(chǎn)金剛石刀片的形狀多種多樣，不同類型不同結(jié)構(gòu)以及幾何參數(shù)所使用加工場景和工藝也不相同。同樣形狀不同圓弧半徑刀尖加工效果也是有差別，刀片形狀及幾何參數(shù)的合理確定對充分發(fā)揮刀具切削性能是至關(guān)重要的。按刀具強(qiáng)度來說，各種刀片形狀的刀尖強(qiáng)度從高往低依次為：圓形100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。
刀片材料選定后，應(yīng)盡可能選用強(qiáng)度高的刀片形狀。硬車削刀片也應(yīng)選擇盡可能大的刀尖圓弧半徑，用圓形及大半徑刀片粗加工。精加工時的刀尖半徑約為0.8~1.2μm淬硬鋼切屑為紅而酥軟的鍛帶狀，脆性大，易折斷，不粘結(jié)，一般在切削表面不產(chǎn)生積屑瘤，加工的表面質(zhì)量高。但淬硬鋼切削力比較大，特別是徑向切削力比主切削力還要大，所以刀具宜采用負(fù)前角(go≥-5°)和較大的后角(a0=10°~15°)，主偏角取決于機(jī)床剛性，一般取45°~60°，以減少工件和刀具顛振。
切削參數(shù)的選擇
工件材料硬度越高其切削速度應(yīng)越小，硬車削精加工的適宜切削速度為80~200m/min，常用范圍為10~150m/min，采用大切深或強(qiáng)烈斷續(xù)切削高硬度材料，切速應(yīng)保持在80～100m/min，一般情況下，切深為0.1~0.3mm。加工表面粗糙度要求高時可選小的切削深度，但不能太小，要適宜。進(jìn)給量通?？梢赃x擇0.05～0.25mm/r，具休數(shù)值視表面粗糙度數(shù)值和生產(chǎn)率要求而定。當(dāng)表面粗糙度為Ra0.3~0.6μm時，金剛石刀片硬車削比磨削經(jīng)濟(jì)的多。
對工藝系統(tǒng)的要求
除選擇合理的刀具外，硬車削對車床或車削中心并無特殊要求，若車床或車削中心剛度足夠，且加工軟的工件時能得到所要求的精度和表面粗糙度，即可用于淬硬鋼的加工。為了保證車削操作的平穩(wěn)和連續(xù)，常用的方法是采用剛性夾緊裝置和中等前角刀具。不過人們普遍認(rèn)為，硬車削需要高剛性的車床，即硬車削的關(guān)鍵是機(jī)床具有足夠的剛性，同時刀具、工件、夾緊裝置結(jié)構(gòu)緊湊且具有同等的剛性。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋轉(zhuǎn)可以保持相當(dāng)平穩(wěn)，現(xiàn)有的設(shè)備就可以用于硬車削。
硬車削的應(yīng)用
金剛石刀片在硬車削技術(shù)經(jīng)過十年的發(fā)展及推廣應(yīng)用，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。硬切削比磨削工藝能降低成本大約40%~60%，下面舉例說明硬車削技術(shù)在軋輥加工、泵加工以及汽車加工等行業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用情況。
軋棍加工行業(yè)
國內(nèi)十多家大型軋輥企業(yè)已使用金剛石刀片在硬車削技術(shù)對冷硬鑄鐵、淬硬鋼等各類軋輥進(jìn)行荒車、粗車和精車等切削加工，均取得了良好的效益。平均提高加工效率2~6倍，節(jié)約加工工時和電力50%~80%。如在武漢鋼鐵公司軋輥廠，對硬度為60~80HS的冷硬鑄鐵軋輥粗車、半精車時，切削速度提高了3倍，每車一根軋輥，節(jié)約電力、工時費(fèi)400多元，節(jié)約刀具費(fèi)近100元，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如我校機(jī)電實(shí)驗中心.用FD22金屬陶瓷刀具車削HRC58~63的86CrMoV7淬硬鋼軋輥時(v=60m/min,f=0.2mm/r,ap=0.8mm)單刃連續(xù)切削軋輥路徑達(dá)15000m(VCmax=0.2mm),滿足了以精車代磨削的要求。
工業(yè)泵加工行業(yè)
目前國內(nèi)碴漿泵生產(chǎn)廠的70%~80%已采用硬車削技術(shù)，碴漿泵廣泛應(yīng)用于礦山、電力等行業(yè)，是國內(nèi)外急需的產(chǎn)品，其護(hù)套、護(hù)板是63~67HRC的Cr15Mo3高硬鑄鐵件。過去由于各種刀具難以車削它所以只得采用退火軟化后粗加工，然后再悴火加工的工藝。采用金剛石刀片硬車削技術(shù)以后，順利解決了一次硬化加工問題，免除了退火再淬火兩道工序，節(jié)約了大量工時和電力。
汽車加工行業(yè)
在汽車、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械等大批量生產(chǎn)行業(yè)中的曲軸、凸輪軸及傳動軸、刀量具行業(yè)及設(shè)備維修中經(jīng)常會碰到淬硬件的加工難題。如我國某機(jī)車輛廠,在設(shè)備維修中需要對軸承內(nèi)圈進(jìn)行加工，軸承內(nèi)圈材料Gar15的硬度為60HRC，內(nèi)圈直徑為2m，采用磨削工藝，磨削余量不均勻，需2h才能磨好，而采用金剛石刀片硬車削加工，僅用45min就加工好一個內(nèi)圈。
結(jié)語
經(jīng)過多年的研究和探索，我國硬車削技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，但是，硬車削技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用還不廣泛。原因主要有以下幾個方面：
(1)生產(chǎn)企業(yè)、操作者對硬車削的效果了解不夠，普遍認(rèn)為硬材料只能磨削；
(2)認(rèn)為刀具成本太高，硬車削最初的刀具成本是比普通硬質(zhì)合金昂貴如CBN或PCD聚晶金剛石刀片比普通硬質(zhì)合金貴10多倍，但其分?jǐn)傇诿總€零件上的成本比磨削低，帶來的效果比普通硬質(zhì)合金要好得多；
(3)對硬車削加工機(jī)理研究不夠；
(4)硬車削加工的規(guī)范不足以指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，因此，除了對硬車削機(jī)理進(jìn)行深入研究外，必須加強(qiáng)硬車削加工知識的培訓(xùn)成功經(jīng)驗演示及嚴(yán)格操作規(guī)范，使這種高效、潔凈的加工方法更多地應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。在目前，如果將硬車削與精磨進(jìn)行對比，加工一個一般零件所花的成本將比磨床上完成粗加工和精加工所花成本降低40%~60%。
將來精密數(shù)控機(jī)床的普及如走芯機(jī)大范圍的應(yīng)用，數(shù)控刀具性能的提升，精密零件要求的提高，硬切削市場需求量會增大。也會有更多的工作人員從事機(jī)加工行業(yè)，積累豐富經(jīng)驗的同時促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的繁榮與發(fā)展，從機(jī)床設(shè)備、數(shù)控刀具廠家、金屬材料以及相關(guān)行業(yè)技術(shù)人才都得到相應(yīng)的提高與發(fā)展。
