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如何利用刀具提高數控加工中心的切削率
閱讀:2475 發布時間:2014-9-2
加工中心又叫電腦鑼,是從數控銑床發展而來的。與數控銑床的zui大區別在于加工中心具有自動交換加工刀具的能力,通過在刀庫上安裝不同用途的刀具,可在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具,實現多種加工功能。是由機械設備與數控系統組成的使用于加工復雜形狀工件的率自動化機床。加工中心備有刀庫,具有自動換刀功能,是對工件一次裝夾后進行多工序加工的數控機床。
加工中心是高度機電一體化的產品,工件裝夾后,數控系統能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等,可連續完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序,因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整等輔助工序時間,對加工形狀比較復雜,精度要求較高,品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果。但是由于一些因素的影響,加工中心的效率會受到影響,那么如何提高加工中心的加工效率呢?下面我們來說一下刀具的使用對切削效率的影響。
1.選擇性能好的刀具材料:在數控機床切削加工中,金屬切削刀具的作用不亞于瓦特發明的蒸氣機。制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性,必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性,良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等),并不易變形。目前國內外性能好的刀具材料主要有:金屬陶瓷、硬質合金涂層刀具、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,適應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,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在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。
2.加快涂層技術的開發:刀具涂層技術自從問世以來,對刀具性能的改善和加工技術的進步起著非常重要的作用,涂層刀具已經成為現代刀具的標志,在刀具中所占比例已超過50%。在21世紀初,涂層刀具的比例將進一步增加,有望在技術上突破CBN涂層技術,使CBN的優良性能在更多的刀具和切削加工中得到應用(包括精密復雜刀具和成形刀具),這將全面提高加工黑色金屬的切削水平。硬質合金涂層刀具(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范圍內加工鋼鐵件,而Al2O3涂層的高溫硬度高,在高速范圍內加工時,其耐磨性較TiC、TiN涂層都好。
此外,納米級超薄超多層和新型涂層材料的開發應用的速度將加快,涂層將成為改善刀具性能的主要途徑。
刀具的性能直接影響著加工中心的效率,使用要從根本上解決這個問題,就需要注重刀具的開發使用。
加工中心是高度機電一體化的產品,工件裝夾后,數控系統能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、自動改變主軸轉速、進給量等,可連續完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序,因而大大減少了工件裝夾時間、測量和機床調整等輔助工序時間,對加工形狀比較復雜,精度要求較高,品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果。但是由于一些因素的影響,加工中心的效率會受到影響,那么如何提高加工中心的加工效率呢?下面我們來說一下刀具的使用對切削效率的影響。
1.選擇性能好的刀具材料:在數控機床切削加工中,金屬切削刀具的作用不亞于瓦特發明的蒸氣機。制造刀具的材料必須具有很高的高溫硬度和耐磨性,必要的抗彎強度、沖擊韌性和化學惰性,良好的工藝性(切削加工、鍛造和熱處理等),并不易變形。目前國內外性能好的刀具材料主要有:金屬陶瓷、硬質合金涂層刀具、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,適應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,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在只用作銼刀、板牙和絲錐等工具。
2.加快涂層技術的開發:刀具涂層技術自從問世以來,對刀具性能的改善和加工技術的進步起著非常重要的作用,涂層刀具已經成為現代刀具的標志,在刀具中所占比例已超過50%。在21世紀初,涂層刀具的比例將進一步增加,有望在技術上突破CBN涂層技術,使CBN的優良性能在更多的刀具和切削加工中得到應用(包括精密復雜刀具和成形刀具),這將全面提高加工黑色金屬的切削水平。硬質合金涂層刀具(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范圍內加工鋼鐵件,而Al2O3涂層的高溫硬度高,在高速范圍內加工時,其耐磨性較TiC、TiN涂層都好。
此外,納米級超薄超多層和新型涂層材料的開發應用的速度將加快,涂層將成為改善刀具性能的主要途徑。
刀具的性能直接影響著加工中心的效率,使用要從根本上解決這個問題,就需要注重刀具的開發使用。