立方氮化硼車刀種類及切削引數的選擇

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車刀是機械加工中不可缺少的工具,不論加工箱體類零件、軸類零件還是複雜曲面的零件,都會用到車刀,車刀的種類及可選材料也有很多,立方氮化硼刀片機械夾固在車刀刀杆上,可轉位精度高,用於加工淬火鋼、淬硬鋼、鑄鐵、高錳鋼等難加工材料的車削。

操作方法

(01)對車刀的要求車削軸類零件時,一般可分為粗車和精車兩個階段。粗車的主要目的是把工件毛坯餘量儘快地切除,以提高勞動生產率。因此具有吃刀深、進給快的特點,要求刀具有足夠的強度。精車的主要目的是要保證工件達到圖樣或工藝上所規定的尺寸精度和表面粗糙度,因此要求車刀鋒利光潔,並控制好切屑的流向。由於粗車和精車的目的不同,因此對所用車刀的要求也不一樣(1)選擇粗車刀幾何引數的一般原則:①為了增加刀頭強度,前角和后角應小些,但要注意,前角太小會使切削力增大。②主偏角不宜太小,否則容易引起車削時振動。當工件外圓形狀許可時,最好選用75°左右。因為這樣刀尖角較大,能承受較大切削力,而且有利於切削刃散熱。③一般粗車時採用0°~3°的刃傾角以增加刀頭強度。④為了增加切削刃強度,主切削刃上應磨有相宜寬度的倒稜及倒稜前角。⑤為了增加刀尖強度,改善散熱條件,使車刀耐用,刀尖處應磨有過渡刃。(2)選擇精車刀幾何引數的一般原則:①前角一般應大些,使車刀鋒利,切削輕快。②后角也應大些,以減少車刀和工件之間的摩擦。精車時對車刀強度要求並不高,也允許取較大的后角。③為了減少工件表面粗糙度,應取較小的副偏角或在刀尖處磨修光刃。④為了控制切屑排向工件待加工表面,應選用正值的刃傾角

(02)2.常用車刀的種類(1)車刀的種類:根據不同的車削加工內容,常用的車刀有外圓車刀、端面車刀、切斷刀、內孔車刀、圓頭刀和螺紋車刀等(2)車刀的用途①90°車刀(偏刀):用來車削工件的外圓、階臺和端面。②45°車刀(彎頭車刀):用來車削工件的外圓、端面和倒角。③切斷刀:用來切斷工件或在工件上切槽。④內孔車刀:用來車削工件的內孔。⑤圓頭刀:用來車削工件的圓弧面或成形面。⑥螺紋車刀:用來車削螺紋。

立方氮化硼車刀種類及切削引數的選擇

(03)3.車刀主要角度的初步選擇:①前角:(γ0)前角的數值與工件材料、加工性質和刀具材料有關。選擇前角的大小主要根據以下幾個原則:A.工件材料軟,可選擇較大的前角;工件材料硬,應選擇較小的前角。車削塑性材料時,可取較大的前角;車削脆性材料時,應取較小的前角。B.粗加工,尤其是車削有硬皮的鑄、鍛件時,為了保證切削刃有足夠的強度,應取較小的前角;精加工時,為了減小工件的表面粗糙度,一般應取較大的前角。C.車刀材料的強度、韌性較差,前角應取小值;反之,可取較大值。②后角(α0):后角太大,會降低切削刃和刀頭的強度;后角太小,會增加後刀面與工件表面的摩擦。A.粗加工時,應取較小的后角;精加工時,應取較大的后角。B.工件材料較硬,后角宜取小值;工件材料較軟,則后角取大值。副后角一般磨成與后角相等。但在切斷刀等特殊情況下,為了保證刀具的強度,副后角應取很小的數值。③主偏角:常用車刀的主偏角有45°、60°、75°和90°等幾種。選擇主偏角首先應考慮工件的形狀。如加工階臺軸之類的工件,車刀主偏角必須等於或大於90°;加工中間加入的工件,一般選用45°~60°的主偏角。④副偏角:減小副偏角,可以減小工件的表面粗糙度。相反,副偏角太大時,刀尖角就減小,影響刀頭強度。⑤刃傾角:一般車削時,取零度的刃傾角;繼續切削和強力切削時,為了增加刀頭強度,應取負的刃傾角;精車時,為了減小工件的表面粗糙度,刃傾角應取正值。

(04)4.常用的車刀材料車刀切削部分在很高的切削溫度下工作,連續經受強烈的摩擦,並承受很大的切削力和衝擊,所以車刀切削部分的材料必須具備某些基本效能,即硬度、耐磨性、強度和韌性、耐熱性、工藝性(如可磨削加工性、較好的熱處理工藝性、較好的焊接工藝性等)與經濟性。目前常用的車刀材料有高速鋼和硬質合金兩大類。近年來還發展了塗層刀片,就是在韌性較好的硬質合金基體表面,塗敷4-5微米厚的一層TiC或TiN,以提高其表層的耐磨性。其他一些材料也可用做刀具材料。如人造金剛石、陶瓷材料及立方氮化硼。陶瓷刀具材料的主要成分是三氧化二鋁,做成的刀片硬度高,耐磨性好,耐熱性高,溫度可高於1200℃,允許用較高的切削速度,但陶瓷材料性脆怕衝擊,切削時容易崩刃。人造金剛石硬度極高,耐熱性為700~800℃,粒度一般在0.5毫米以內。大顆粒金剛石分單晶和聚晶兩種。聚晶金剛石大顆粒可製成一般切削工具,單晶微粉主要製成砂輪、金剛石除了可加工有色金屬及其合金,但不宜於加工鐵族金屬。立方氮化硼是人工合成的又一種高硬材料,硬度僅次於金剛石。但它的耐熱性和化學穩定性都大大高於金剛石。能耐1300~1500℃的高溫,並且與鐵族金屬的親和力小。因此,它的切削效能好,不但適於非鐵族難加工材料的加工,也適於鐵族材料的加工。CBN和金剛石刀具脆性大,故使用時機床剛性要好,主要用於連續切削,儘量避免衝擊和振動。我國自產的立方氮化硼刀具有硬度高、熱穩定性好和化學惰性好的優點,在多種難加工材料的加工、高速切削和精密加工等領域得到越來越廣泛的應用。以HRC55-65淬硬鋼為主要材質的軸和齒輪的製造中,這樣的高硬度工件都較難以加工。車削該類零件時可採用立方氮化硼車刀片,不但省去了磨削工藝以車削代替磨削工藝,提高了生產率而且降低了加工時間和生產成本,可轉位多刃刀片,允許一次裝夾執行多道工序,減少換刀次數。從環境效率這方面來說,CBN刀片最適宜無冷卻液高速幹切削,減少了環境汙染,切屑能夠很好的回收,處理起來更簡單方便。

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