銑刀-非標銑刀定做-合金螺旋立銑刀

合理選擇與數(shù)控機床匹配的刀具

數(shù)控車床是一種、率的主動化機床裝備多工位刀塔或動力刀塔，具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等雜亂工件，具有直線插補、圓弧插補各種補償功用，并能在批量出產(chǎn)中發(fā)揮杰出的作用。它集通用性好的-型車床、加工精度高的精密型車床和加工的-型一般車床的特色于一身，能-地滿意企業(yè)進步產(chǎn)品、下降出產(chǎn)本錢、進步經(jīng)濟效益的要求。所以數(shù)控車床是國內(nèi)運用量蕞大、覆蓋面廣的一種機床。在數(shù)控車床加工中，產(chǎn)品和勞動出產(chǎn)率在很大程度上遭到刀具的-，盡管其車刀的切削原理與一般車床-相同，可是如何依據(jù)加工零件的實際情況，合理選擇和運用與數(shù)控車床匹配的刀具，是充分發(fā)揮數(shù)控車床功用和優(yōu)勢、-加工精度、進步勞動效率以及操控加工本錢的關(guān)鍵。

1.零件剖析

 客戶要求加工的產(chǎn)品是輪軸蓋（見圖1），外形a、b兩處現(xiàn)已加工好，內(nèi)孔粗加工至90mm，產(chǎn)品的精度要求不是-，形狀也不太雜亂，但批量較大（每月8 000件）。材料為灰鑄鐵ht200，毛坯直徑150mm，長40mm。技能要求：未注倒角為1×45°，未注公役按gb/t

1804―2000中m級加工。設(shè)備是用廣州機床廠的gsk980t經(jīng)濟型數(shù)控車床，共6臺。

2.原加工中存在的問題

 原出產(chǎn)加工選用兩把焊接式合金車刀，分別進行粗車、精車外圓、端面、內(nèi)孔的加工。焊接式合金刀易磨損，一般適合于粗車，輪軸蓋零件用的材料是鑄鐵，表皮較硬，刀具易磨損。刃磨精度得不到-，且占用時刻長，還會使被加工輪軸蓋零件的外表精度-下降。換刀需求整刀換，添加了刀具本錢。gsk98t刀架不能按加工要求主動裝、卸刀，需求人工換刀。因定位銷釘受力不均勻等原因，螺紋也簡單損壞，并且是用兩把刀，精度得不到-，費時較多。加工過程中需求頻頻旋轉(zhuǎn)刀架換刀，導(dǎo)致刀架很簡單磨損，定位精度出現(xiàn)差錯，還簡單出現(xiàn)毛病（均勻4天一臺）。機床廠的修理人員多次上門修理也不能處理問題，造成停產(chǎn)及修理費用添加。由于換刀后需從頭對刀、試車、調(diào)試的輔助時刻添加，且兩把刀加工、刀架主動換刀和空運行行程時刻也較長，對加工效率造成很大的影響。銑刀

3.-刀具的依據(jù)

 經(jīng)過剖析、研討刀具結(jié)構(gòu)、工藝規(guī)劃、程序編寫等方面問題，以為本來所運用的刀具非常需求-，具體考慮如下。

（1）選用標準化刀具，改為機夾可轉(zhuǎn)位車刀。由于輪軸蓋是批量出產(chǎn)，-合金立銑刀，數(shù)控車刀應(yīng)選用機夾可轉(zhuǎn)位車刀，原因在于：精度高。-刀片重復(fù)定位精度高，便利定位，-刀尖方位精度，這樣刀尖磨損不需求換整刀而只需換刀片就行。-性高。結(jié)構(gòu)-的車刀，選用復(fù)合式夾緊結(jié)構(gòu)以習(xí)慣刀架快速移動和換位以及整個主動切削過程中不會松動。迅速替換不同形式的切削部件，完結(jié)多種切削加工，進步出產(chǎn)效率。刀具本錢低。由于是批量出產(chǎn)，且刀片可替換，盡管機夾刀可轉(zhuǎn)位刀片貴一些，但刀具的本錢不會添加，反而下降，并且更經(jīng)用。

 （2）優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)。盡可能用少的刀具加工出工件上部分或大部分待加工外表，以減少裝夾差錯，進步加工外表的相互方位精度。在刀的結(jié)構(gòu)上假如能把加工輪軸蓋的兩把刀合并成裝在“一把刀”把上進行加工，則不旋轉(zhuǎn)刀架。只要“一把刀”在加工，那就不需求旋轉(zhuǎn)刀架，刀架就不會由于磨損而影響精度，更不會引發(fā)停產(chǎn)、修理等問題。維護定位銷釘�！耙话训丁倍ㄎ恢恍枨笠唤M定位銷釘，并且假如用了標準化刀具，換刀只松、緊刀尖的定位螺絲，不必松、緊刀架的定位銷釘裝、拆刀桿，刀架的定位銷釘不會被損壞。

 （3）若將選用標準化刀具和優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)合二為一，則不會存在占機時刻長的問題。由于：選用標準化機夾可轉(zhuǎn)位刀具，當(dāng)?shù)镀�上的一個切削刃磨鈍后，其刀片的裝拆和轉(zhuǎn)位都很便利、快捷，不需刃磨即可用新的切削刃持續(xù)加工，還-進步了刀桿的利用率。只需快速做簡單的對刀，編制程序時作恰當(dāng)?shù)奶幚砭湍軌蛄�。選用優(yōu)化刀具結(jié)構(gòu)方案，兩個刀尖相隔必定比本來兩把刀刀尖的距離近，換刀和空運行的時刻-縮短，再結(jié)合加工工藝、程序編寫，規(guī)劃短的空行、切削進給道路，可有用進步出產(chǎn)效率，下降刀具損耗。

4.-后的刀具

 自己經(jīng)過以上剖析、研討，依據(jù)現(xiàn)有的認識和加工條件，從刀具結(jié)構(gòu)的規(guī)劃、工藝處理、程序的編制等方面去處理了輪軸蓋零件加工中存在的問題，具體方法如下。

 （1）將兩把機加刀合為一把機夾刀。刀桿經(jīng)熱處理，用螺絲固定刀尖a、b，這樣“一把刀”相同能夠完結(jié)本來兩把刀的工作，并且裝、卸“一把刀”比本來兩把刀省時一半。

 （2）用-后的刀具加工時無須轉(zhuǎn)化刀架，-地處理了由于要頻頻旋轉(zhuǎn)刀架換刀所帶來的毛病和修理問題。

 （3）刀具磨損后只需求松開螺絲將不重磨刀片轉(zhuǎn)過恰當(dāng)視點或替換，做簡單的刀補行程修正即可持續(xù)加工，-進步了效率。

5.加工中的注意事項

 （1）將不重磨刀片a、b用螺絲固定在左、右兩邊，要-兩刀片尖在同一平面上。

 （2）編寫程序時有-要以a、b兩個刀尖為兩個獨立刀位點設(shè)兩組刀補（01、02），在轉(zhuǎn)化刀尖執(zhí)行時刀具要離開工件必定距離，避免刀具和工件發(fā)生碰撞。

 （3）刀具每班要轉(zhuǎn)動一次，以-刀架的鎖緊力。

6.程序的編寫

 編寫的程序及說明如附表所示。

 程序內(nèi)容及說明

程序內(nèi)容 程序說明

o1212     程序名

g00x100z100 定位到起刀點

t0101m3s200 調(diào)用地一組刀補a號刀尖

g00x150z0

加工端面

g01x80f80

g00x150z5 定位到（150，5）

g71u1r0.5 加工φ145mm外圓及倒角

g71p1q2u0w0f100

n1g00x143

g01z0

x145z-1

z-16

g00x100z100t0101 回到起刀點取消地一組刀補

t0102m3s250     調(diào)用第二組刀補b號刀尖

g00x80z5

g71u1r0.5     粗加工φ112mm與φ98mm內(nèi)孔與倒角

g71p3q4u-0.5w0f80

n3g00x114

g01z0f50

x112z-1

z-11

x100

x98z-11

n4z-48

g70p3q4         精加工n3-n4段內(nèi)容

g00x100z100t0102 回到起刀點取消第二組刀補

m30         程序完畢

高速車削tc4鈦合金硬質(zhì)合金刀片槽型對刀具磨損的影響

 tc4鈦合金具有比強度高、高溫?zé)釓娦院湍蜔峁δ芨�、抗腐蝕性好等尤秀功能，因而成為航空航天工業(yè)中應(yīng)用前景極其寬廣的資料。一起，因為化學(xué)活性大、變形系數(shù)小、熱傳導(dǎo)率低一級特色又使其成為一種典型的難加工資料�，F(xiàn)在，硬質(zhì)合金是切削tc4鈦合金的首要刀具資料，且可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的使用越來越廣泛。在加工過程中，可轉(zhuǎn)位刀片的槽型對切削過程有很大影響，-學(xué)者對刀片槽型對切削加工的影響進行了深入的研討，波蘭學(xué)者grzesik對三維槽型刀具切削鋼材的切屑折斷機理進行了研討，發(fā)現(xiàn)對觸摸面的控制是影響切屑折斷的一個重要因素。中山一雄以為:切屑受擠壓而彎曲是因為斷屑槽施加彎矩效果的結(jié)果，并以為斷屑槽型的不同會導(dǎo)致斷屑功能的不同。worthington等人研討了棱帶寬度在切削過程中的斷屑效果，并給出棱帶的寬度范圍，一起給出了切屑彎曲半徑。方寧研討了刀片槽型對斷屑功能的影響，并應(yīng)用多重線性辦法，建立了兩種預(yù)測新型刀片斷屑功能的數(shù)學(xué)模型。

 綜上所述，現(xiàn)在對切削加工中槽型對切削影響的研討首要集中在斷屑方向。事實上，刀片的槽型對刀片本身的磨損也有很大影響，-是高速切削tc4鈦合金時刀具磨損很快，此刻，槽型對刀片磨損的影響就顯得更為-。本文選用山特維克可樂滿cnmg120408刀片的sm和qm兩種槽型進行研討，通過實驗來比照剖析不同切削速度下兩種槽型刀片的磨損特色。

 1 實驗設(shè)備及條件

 1.1 實驗設(shè)備

 實驗選用的是沈陽地一機床廠出產(chǎn)的數(shù)控車床cak6150(如圖1)，其主軸蕞大轉(zhuǎn)速為1800r/min。

 刀片磨損的觀測選用基恩士vhx-1000c型超景深三維顯微體系(如圖2)。

 1.2 刀片的幾許參數(shù)及槽型特征

 實驗選用刀片的商標為h13a，它是山特維克可樂滿公司針對鈦合金及耐熱合金切削開發(fā)的一種新型細晶硬質(zhì)合金刀具商標，具有-的耐磨粒磨損性和韌性，適用于鈦合金的車削加工。

 刀片型號為cnmg120408，其安裝后的刀具幾許參數(shù)如表1。

 實驗選用了cnmg120408的兩種槽型，鎢合金用銑刀，即qm槽型和sm槽型刀片進行比照研討。兩種刀片槽型的結(jié)構(gòu)特征如圖3所示，它們的前角均為15°，qm槽型選用波濤形槽背，一起它具有較大的棱帶寬度，寬深比較小。sm槽型的棱帶寬度較小，-可以忽略，因而刀刃比較尖利，槽型較陡峭，寬深比較大。

 1.3 實驗方案

 tc4鈦合金常用切削速度為40～50m/min，為深入研討高速車削時刀片槽型對刀具磨損的影響規(guī)律，實驗選擇兩種不同的切削速度進行比照剖析，其切削速度分別為：95m/min、139m/min。詳細切削條件如表2所示。

 2 實驗結(jié)果及剖析

 2.1 切削速度為95m/min時刀具磨損的形狀

 圖4為切削速度95m/min時兩種槽型刀片的磨損情況。在前刀面上，兩種槽型刀片的磨損描摹首要是月牙洼磨損，qm槽型刀片磨損更為-，-察到刀具資料因為高溫發(fā)生了塑性變形。在后刀面上，因為鈦合金的回彈較大，后刀面和工件的觸摸應(yīng)力增大，切削區(qū)的溫度升高，因而刀具后刀面的磨損比切削其他資料時要相對-一些。由圖4可知，兩種槽型刀片中qm槽型刀片后刀面磨損比sm槽型刀片-得多，可以顯著觀察到刀具資料高溫軟化后工件資料中的硬質(zhì)點在刀具上劃擦發(fā)生的犁溝，一起可見因為高溫使刀具資料發(fā)生塑性變形引起的粘結(jié)磨損。sm槽型刀片的后刀面磨損較輕，僅發(fā)生了較小的機械磨損，未見顯著犁溝

 圖5為兩種槽型刀片在切削速度95m/min時的磨損曲線，可以看出，在切削初始階段qm槽型刀片磨損稍大，跟著切削的持續(xù)，sm槽型刀片有很長的一段正常磨損階段，切削旅程到達1400m后，后刀面磨損量仍小于0.15mm。qm槽型刀片的正常磨損階段要短得多，后刀面磨損量在切削旅程為1300m時到達0.25mm，此后刀具磨損加重，進入急劇磨損階段，切削旅程到達1400m時后刀面磨損量已-0.5mm。在切削速度為95m/min時sm槽型刀片的磨損顯著小于qm槽型刀片，sm槽型刀片具有-的切削功能。

 2.2 切削速度為139m/min時刀具磨損的形狀

 圖6為切削速度為139m/min時兩種槽型刀片的磨損情況。兩種槽型刀片在前刀面上的月牙洼磨損均較為-，且均-察到高溫引起的塑性變形。在后刀面上，兩種槽型刀片均能顯著觀察到因為高溫發(fā)生的粘結(jié)磨損和刀具資料高溫軟化后發(fā)生的犁溝磨損，且sm槽型刀片的后刀面磨損較重。

 圖7為兩種槽型刀片在切削速度為139m/min時的磨損曲線，可以看出，在切削初始階段，兩種槽型刀片磨損大致相同，跟著切削的持續(xù)，兩種槽型刀片的磨損均較快，首要原因是高速切削時刀具與工件觸摸頻率增大，刀尖的散熱時刻縮短，導(dǎo)致切削區(qū)的溫度急劇添加，刀具磨損速度加快。與切削速度為95m/min時不同，合金螺旋立銑刀，此刻qm槽型刀片磨損相對較小，切削旅程到達300m曾經(jīng)刀具的磨損都比較平穩(wěn)，為正常磨損階段，而sm槽型刀片在切削旅程到達250m時就進入了急劇磨損階段，正常磨損階段較短。與切削速度為95m/min時相比，兩種槽型刀片的磨損均敏捷得多。sm槽型刀片的后刀面磨損量到達0.3mm時，切削旅程不足450m，刀具使用壽命比切削速度為95m/min時大幅下降。qm槽型刀片的后刀面磨損量到達0.3mm時，切削旅程約為500m，刀具使用壽命不及切削速度為95m/min時的一半。在整個磨損過程中qm槽型刀片的磨損小于sm槽型刀片，此刻qm槽型刀片具有-的切削功能。

 2.3 兩種切削速度下兩種槽型刀片功能差異的剖析

 比較圖5和圖7不難發(fā)現(xiàn)，兩種槽型刀片在兩種切削速度下的切削功能體現(xiàn)恰好相反。在相對較低的95m/min切削條件下，sm槽型要比qm槽型刀片的切削功能好，而在相對較高的139m/min切削條件下，結(jié)果相反，qm槽型刀片的磨損一向小于sm槽型刀片。

 如圖3所示，剖析sm槽型與qm槽型的區(qū)別可知，sm槽型刀片刃口尖利，刀尖體積較小，qm槽型刀片刃口粗鈍，刀尖體積較大。在切削過程中切削區(qū)的溫度是影響刀具磨損機理與速率的決定性因素，而切削區(qū)的溫度又由切削時切削熱的發(fā)生速率與散出速率一起決定。換言之，切削時單位時刻發(fā)生的熱量經(jīng)切屑、刀具、工件和周圍介質(zhì)散出后，留存在切削區(qū)內(nèi)的熱量決定了其切削溫度，進而決定了刀具的磨損機理與速率。

 選用95m/min的切削速度時，因為sm槽型刀片刃口尖利，切屑早年刀面流出更順暢，摩擦熱發(fā)生較少，切削區(qū)內(nèi)刀尖處的溫度相對較低，因而sm槽型刀片磨損較少。

 當(dāng)選用139m/min的切削速度時，高速切削條件下兩種槽型刀片發(fā)生切削熱的速率均遠高于較低的95m/min速度時的切削加工，此刻切削區(qū)的散熱條件對切削區(qū)溫度的影響效果-出來。在干切削時切削熱的傳出途徑除掉切屑和工件散熱外，刀具散熱是切削熱傳出的重要途徑，-是關(guān)于導(dǎo)熱性不好的鈦合金零件，其工件散熱較慢，刀具散熱就顯得更為重要。此刻，sm槽型刀片雖然產(chǎn)熱較少，但其散熱條件相對更差，qm槽型刀片雖然產(chǎn)熱較多，但其粗鈍的刃口和較大的刀尖體積--了散熱條件，這樣，在切削熱的發(fā)生與散出這對對立中，qm槽型刀片勝出，qm槽型刀片在切削區(qū)內(nèi)刀尖處的溫度低于sm槽型。一起，此刻兩種槽型刀片的切削溫度都遠高于95m/min時的切削溫度，粘接磨損成為此刻刀具的首要磨損方式。qm槽形刀片刃口粗鈍，更有利于抵抗工件資料的粘接，然后減小刀具的磨損。因而，在切削速度為139m/min時，qm槽形刀片體現(xiàn)出-的切削功能。