硬质合金刀片在实验室中完成质检后,刀片的顶部和底部都将被磨削成要求的厚度。因为硬质合金非常坚硬,所以需要使用工业金刚石对其进行磨削。当刀片达到要求的厚度后,对其进行进一步磨削加工以获得准确的几何形状和尺寸。在基默工厂,工作人员采用6轴磨板来满足极为严格的公差要求。磨削完成后,刀片会被清洁并涂层。为避免任何油脂或灰尘,在这一阶段处理刀片时必须佩带手套。刀片被置于转盘的夹具上,然后送入压力较低的涂层炉。涂层后刀片呈现不同的颜色。
至此刀片已被生产出来,工作人员会使用显微镜对每批产品进行抽检,确保质量符合要求。在包装前,工作人员会再次逐个检查刀片,并核对图纸和批次号,然后用激光在刀片上标记正确的材质,将刀片放入贴有标签的灰色包装盒中,即可把刀片配送给客户。
硬质合金刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有重要的影响,正确选择刀具,对减少零件加工变形至关重要。
(1)合理选择刀具几何参数。①前角:在保持刀刃强度的条件下,前角适当选择大一些,一方面可以磨出锋利的刃口,另外可以减少切削变形,使排屑顺利,进而降低切削力和切削温度。切忌使用负前角刀具。②后角:后角大小对后刀面磨损及加工表面质量有直接的影响。切削厚度是选择后角的重要条件。粗铣时,由于进给量大,切削负荷重,发热量大,要求刀具散热条件好,因此,后角应选择小一些。精铣时,要求刃口锋利,减轻后刀面与加工表面的摩擦,减小弹性变形,因此,后角应选择大一些。③螺旋角:为使铣削平稳,降低铣削力,螺旋角应尽可能选择大一些。④主偏角:适当减小主偏角可以改善散热条件,使加工区的平均温度下降。
(2)改善刀具结构。
①减少铣刀齿数,加大容屑空间。由于铝件材料塑性较大,加工中切削变形较大,需要较大的容屑空间,因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。②精磨刀齿。刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在使用新刀之前,应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下,以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。这样,不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。③严格控制刀具的磨损标准。刀具磨损后,工件表面粗糙度值增加,切削温度上升,工件变形随之增加。因此,除选用耐磨性好的刀具材料外,刀具磨损标准不应该大于0.2mm,否则容易产生积屑瘤。切削时,工件的温度一般不要超过100℃,以防止变形。
超硬材料机械刀具的种类与性能分析
CVD 金刚石中不含任何金属催化剂,其热稳定性和硬度在很大程度上近似于天然金刚石。CVD 金刚石具有很强的抗磨损性和极高的硬度,是目前世界上公认的硬刀具材料。除此之外,CVD 金刚石还具有摩擦系数小、热导率高、切割效果好等诸多优点, 在进行金属和非金属材料切割方面都具有很好的效果。但是CVD 金刚石的热稳定性较差,而且硬度有余,韧性不足,在长期切割产生高温的情况下容易出现碳化现象,不能用于硬质合金、钢铁合金等材料的加工。
聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具,按照其构成成分的不同,可以分为聚晶立方氮化硼复合片、整体聚晶立方氮化硼刀具以及电镀立方氮化硼刀具三种类型。其中,聚晶立方氮化硼是目前应用较为广泛的一种超硬刀具材料,具有极高的耐磨性和热稳定性,适用于目前多数机械加工操作,而且其材料来源较为广泛,制造成本相对于金刚石要低,因此成为了机械加工刀具材料的主流选择。人造聚晶金刚石是在高温高压状态下,加入金属凝结剂将金刚石单晶体材料结合形成的一种材料。在硬度方面,处于CVD 金刚石和天然金刚石之间,但是其韧性要高于两
者,同时还具有较好的兼容性和可焊性。目前人造聚晶金刚石多用于精密小型部件的加工切割。
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