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發布時間:2020-11-16 14:46  
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俗話說“工欲善其事必先利其器”,這個道理從古至今都被很好地延續并傳揚著,然而在機床行業,刀具似乎并不是越“快”越好,很多在初接觸到機床刀具的時候,都有著一個疑問“為何好好的刀具要進行鈍化處理呢?”今天就讓我們一起來了解一下關于“刀具鈍化”的那些事兒。
其實,刀具鈍化并不是大家字面理解的意思,而是一種有效提高刀具使用壽命的手段。通過平整、拋光、去毛刺等工序達到提高刀具質量的目的。這其實是刀具在精磨之后,涂層之前的一道正常工序。一般來說,刀具鈍化拋光的方式分為毛刷、噴砂、拖拽式拋光機,這其中又屬毛刷與拖拽式的應用為廣泛。
從事金屬切削行業的人都知道,刀具在成品前會經過砂輪刃磨,但是刃磨加工會造成不同程度的微觀缺口。這就導致數控機床在進行高速切削的同時微觀缺口會極易擴展,從而加快刀具的磨損和損壞。現代的切削技術中對刀具的穩定性和精密性都有了嚴格要求,因此數控刀具在涂層前必須經過刀口的鈍化處理,才能保證涂層的牢固性和使用壽命。
刀具鈍化的優勢與目的
1.抵抗刀具物理磨損
在切削過程中刀具表面會被工件逐漸耗損,切削過程中切削刃在高溫高壓下也易發生塑性變形。刀具的鈍化處理可以幫助刀具提高剛性,避免刀具過早喪失切削性能。
2.保持工件的光潔度
刀具刃口有毛刺會導致刀具磨損,加工工件的表面也會變得粗糙。經鈍化處理后,刀具的刃口會變得很光滑,崩刃現象也會相應減少,工件表面光潔度也會提高。
3.方便凹槽排屑
對刀具凹槽拋光處理可以提高表面質量和排屑性能,凹槽表面越平整光滑,排屑就越好,就可實現更連貫的的切削加工。
數控機床的刀具在經過鈍化拋光后,表面會留下許多小孔,在加工時這些小孔可以吸附更多的切削液,使得切削時產生的熱量大大減少,極大得提高切削加工的速度。
綜上所述,刀片刃口鈍化十分重要,正如我國古人所說“千里之堤,潰于蟻穴”,刀片刃口微觀缺口這個“蟻穴”雖小,卻影響刀具性能和壽命這個“千里之提”,是不可小視的大問題。刀片刃口鈍化技術是提高刀具壽命減少刀具消耗的有效措施之一。無論在經濟和技術兩個方面都是可行的、有效的,進一步推動我國切削加工水平的提高,縮小與國外刀具切削性能的差距。
Inconel 718特性及應用領域概述:
該合金在-253~700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,并具有良好的、輻射、氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠制造各種形狀復雜的零部件,在宇航、核能、石油工業及擠壓模具中,在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。
Inconel 718相近牌號:
中國
GB/T 14992-2005
GH4169(原GH169)
美國
SPECIAL metaLS
INCONEL? ALLOY 718
ASTM B637
UNS N07718
歐洲
EN 10088-1
NiCr19Fe19Nb5
2.4668
Inconel 718 化學成份(百分比%):
牌號
N07718
GH4169
C
≤0.08
0.02~0.08
Si
≤0.35
Mn
P
≤0.015
S
Cr
17.00~21.00
Ni
50.00~55.00
Mo
2.80~3.30
Co
≤1.00
Nb Ta
4.75~5.50
4.70~5.50
Nb:4.75~5.50
Al
0.20~0.80
0.30~0.70
Ti
0.65~1.15
0.60~1.20
B
≤0.006
0.002~0.006
Mg
—
≤0.010
Cu
≤0.30
Fe
余量
Inconel 718物理性能:
密度
g/cm3
熔點
℃
熱導率
λ/(W/m?℃)
比熱容
J/kg?℃
彈性模量
GPa
8.24
1260
1320
14.7(100℃)
435
199.9
剪切模量
電阻率
μΩ?m
泊松比
線膨脹系數
a/10-6℃-1
77.2
1.15
0.3
11.8(20~100℃)
Inconel 718力學性能:(在20℃檢測機械性能的小值)
熱處理方式
拉強度
σb/MPa
屈服強度
σp0.2/MPa
延伸率
σ5 /%
布氏硬度
HBS
固溶處理
965
550
30
≥363
Inconel 718生產執行標準:
標準
棒材
鍛件
板(帶)材
絲材
管材
ASTM
ASTM B670
ASTM B906
AMS
AMS 5662
AMS 5663
AMS 5664
AMS 5596
AMS 5597
5832
AMS 5589
AMS 5590
ASME
ASME SB637
Inconel 718 金相組織結構:
該合金標準熱處理狀態的組織由γ基體γ'、γ"、δ、NbC相組成。
Inconel 718工藝性能與要求:
1、因Inconel718合金中鈮含量高,合金中的鈮偏析程度與治金工藝直接有關。
2、為避免鋼錠中的元素偏析過重,采用的鋼錠直徑不大于508mm。
3、經均勻化處理的合金具有良好的熱加工性能,鋼錠的開坯加熱溫度不得超過1120℃。
4、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關。
5、合金具有滿意的焊接性能,可用弧焊、電子束焊、縫焊、點焊等方法進行焊接。
6、合金不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ"相的擴散速率較低,所以通過長時間的時效處理能使Inconel718合金獲得佳的機械性能。
車刀報廢后的故事
車刀報廢后的故事
今天在線上忙活時,聽到一車加工中,怪叫聲是一聲接一聲。當時也沒反應過來,主要是一車加工時,都會出現因切削用量太大而宣布嘰嘰的聲響。或是切削所消耗功率過大,引起V帶短暫打滑的聲響…唔…唔…。(廠里的車床都是V帶直聯主軸的,V帶也非一般V帶,里邊的抗拉體為鋼絲)這些聲響早都習慣了,僅僅保全人員偶爾會報怨V帶咋這個簡單壞了?頃刻,一車就報警啦!曩昔一看,NC反常!主軸不動!想想這個警,經常報,沒大聯系,直接找保全來,好處理的很!
話說保全師傅來了,當安全門打開的一瞬,眼前的一幕讓人大吃一驚,刀片崩成兩節,內孔車刀的刀桿現已死死的陷在工件的內孔里邊,任憑保全師傅用多大的銅錘敲擊,刀桿都紋絲不動,終只好把刀具從刀盤上下了下來,拿維修班吹焊去了!我想刀具是必定廢了,好歹也值一千多塊錢啊!就讓我給遇上了!唉…
咱們疑問,刀具這個慘烈的作廢,必定是有原因的。這兒在介紹原因前,就讓我來敘述一下刀具的詳細模樣。這把內孔車刀,切當說應該叫深孔車刀才妥貼,由于其長徑比現已遠遠大于5了,其刀桿蕞前端也就15個毫米左右吧!從蕞前端往后端慢慢增大,刀桿上面開有兩條螺旋槽,兩條螺旋槽的前面,各開了三個定位面,用來裝置左右對稱兩塊刀片(刀片很小,用螺絲固定)。反正跟麻花鉆多像的。咱們聽來,這把車刀規劃相當的合理嘛!左右對稱兩刀片,切削時,力的大小是相等,方向相反,剛好形成一力偶,避免了刀桿單側受力,引起的懸臂梁曲折變形,并且左右兩刀片一起承擔切削使命,刀片的切削條件天然要好的多。已然規劃上沒有問題,為啥仍是這個慘烈的作廢了呢?這兒邊就要從車刀執役的歷史講起了。
車刀買回來后,天然是很好用了,但一次小小意外,一側的刀片崩了。崩了就崩了嘛!一樣持續切削沒問題了,沒什么大不了的。關鍵是當工人師傅準備換新刀片時,發現刀片的定位面現已破壞了,無法裝置刀片了,這樣就剩余一個刀片孤孤單單戰斗了。按說現在只剩一個刀片了,切削用量應該減一減才對,不過這是理論上的,切削用量嘛,必定只有增沒的減啦!否則單件切削時刻會延伸的,否則功率又低了。至于刀具壽數了,這個我就不曉得改沒改了。改小了,我看用途也不大,總有那么一個刀片不到壽數就崩了的,一崩刀桿就完蛋。就這樣,單側刀刃切削了一個來月吧!效果很好啦!從沒崩過,功率也沒落下,認為從此能夠天常地久了。不過今天就崩了,崩了后,刀桿持續進給,主軸持續滾動,僅僅這次一塊刀片也沒了,螺旋槽上開出的定位面做為刀具前刀面持續車削,終刀桿就死死的陷在工件的內孔里了,主軸直接中止滾動,然后報警,終刀具就慘烈的犧牲了!
車刀慘烈的作廢了,咱們可能要疑問了,不就作廢一把車刀嘛?還有啥后續故事,換把新的持續。不過真不好意思,庫房里沒有。咱們這兒又想說:“哪買把新的”。還真不好意思,真的不好買,不是市面上沒有這種車刀,而是國企的制度啊!買一把車刀要報要批,要找這個領導簽字,要找哪個領導簽字,費事死了。買這把車刀的時刻,少者等個把星期,多者就遙遙無期了。
想想每天這個重的生產使命,靠等新刀的到來,仍是死了這條心吧!這不,車刀作廢不到一小時,部門的工藝工程師,車間工藝技術員,就把地點事故車床圍滿了。不過這件事功率仍是挺高的,半天后,車間主任就叫我回原來的生產線持續干活了。哪這兒就讓咱們來看看技術人員是怎么處理這個扎手問題的了。
說來很簡單啊!直接換了把很一般的內孔車刀,(主體就是一圓桿,前面裝置一塊小刀片哪種,再一般不過了)然后調整了一下每把車刀的刀補量就好啦!是啊!確實是好了,反正是粗車刀,加工出來的孔直徑小了,沒事!內孔表面布滿了一條又一條很嚴重的螺旋型震痕,也沒事!(現已不能用震紋來描述了,由于波峰與波谷間的高度都能夠用毫米計量了)說來也是,反正是粗車刀,對加工出來孔的直徑及表面質量沒啥要求,精車余量也是足夠的,不會對后續工序產生多大影響。哪還等什么,用就用吧!僅僅車削內孔時宣布的聲響,比殺豬還刺耳幾倍啊!真苦了我的耳朵了,可真真正正的苦惱還在后邊了!
前面我現已說了,這把車刀是用來加工深孔的,上把車刀在壞了后,技術人員換了一把一般的內孔車刀,新車刀除了懸伸量很長外,沒有什么共同之處。哈哈!問題就出在這兒了,新車刀懸伸量太大,剛度極差啊!加工出來的孔小了,表面質量太差,加工過程中切削聲響太刺耳,這兒就不談了。而在我接連加工了十來個工件后,還發現了一個新缺陷,哪就是崩刀片啊!有時做一個零件就崩了,有時做幾個又崩了,搞的我很動火啊!刀片換個不停了。不一會,剛剛散了的技術人員些又聚了過來了。這兒,咱們就不看技術人員咋處理這個問題了,咱們自己來理論談討一下。
上面所談到的一切加工問題,原因都在新裝置的內孔車刀的剛度太差。而進步內孔車刀剛度,減小車刀轟動。在我看來,方法無非三種,下面依次討論一下。
榜首種方法,咱們首先翻書《材料力學》,上面說了,想進步懸臂梁的剛度,在這兒就要加大刀桿直徑,削減懸伸量。不過這個還真行不通,工藝條件決議了,刀桿直徑不能再小了,懸伸量不能再短了。已然這些條件無發改動了,哪咱們就選個彈性模量較大的刀桿來進步刀桿剛度總行了吧!不過又覺得鋼材的彈性模量都差不多,沒啥必要啊!哪咱們就把《材料力學》放一放,看看其它的。
第二種方法,翻書《金屬切削原理與刀具》,不過這兒,咱們先來了解一下新車刀裝置好后,刀片各個獨立的視點。榜首眼就看出來,刀尖圓弧半徑太大了,形成背向力很大,所以引起轟動。再仔細看看,刀具主偏角差點快一百度了,切削時,刀尖先觸摸工件,所以簡單崩了。再看看,如同仍是個正直刃傾角,前角也太小了,副偏角也很小啊!哎呀!不看了不看了,刀具視點問題大大的有了。
第三種方法,咱們接著翻書《機械制造基礎》。這兒咱們就能夠減小切削用量嘛!不過這種方法不可行,由于在廠里,功率是很重要的。當然了,還能夠改動工藝道路了,詳細說來就是把粗車孔這個工步,改成一道工序,用鉆床鉆了,只要余量夠,也不怕粗基準運用兩次(三爪卡盤夾持外圓了,定位基準面為毛丕外圓),但是這也不行了,由于這兒是標準化企業,沒通用機床。說了這個多,咱們仍是來看看技術員又是哪個處理這個問題的呢?
哈哈!換了塊三角形刀片,刀片的視點變了。詳細說來前角和副偏角變大了,主偏角和刀尖圓弧半徑都變小了,刃傾角也變成了零度。車刀刀桿也換了,換了把重的,比原來哪把車刀重多了,我想彈性模量必定大了不少吧!試切了十來個工件,轟動小了許多,刀片也沒崩。哪還等什么啊!持續操機!
在現代工業出產中,運用數控車床加工螺紋,能大大前進出產功率、保證螺紋加工精度,減輕操作工人的勞動強度。但在高職院校的數控車床實習訓練教育中普遍存在如下現象:部分教師和絕大多數學生對螺紋加工感到扎手,特別是加工多頭螺紋,更加莫衷一是。下面通過螺紋零件的實踐加工分析,闡述多頭螺紋的加工步驟和辦法。
一、螺紋的底子特性
在機械制造中,螺紋聯接被廣泛運用,例如數控車床的主軸與卡盤的聯合,方刀架上螺釘對刀具的穩固,絲杠螺母的傳動等。它是在圓柱或圓錐外表上沿著螺旋線所構成的具有規定牙型的接連凸起和溝槽,有外螺紋和內螺紋兩種。按照螺紋剖面形狀的不同,主要有三角螺紋、梯形螺紋、鋸齒螺紋和矩形螺紋四種。按照螺紋的線數不同,又可分為單線螺紋和多線螺紋。在各種機械中,螺紋零件的作用主要有以下幾點:一是用于聯接、緊固;二是用于傳遞動力,改動運動形式。三角螺紋常用于聯接、穩固;梯形螺紋和矩形螺紋常用于傳遞動力,改動運動形式。由于用處不同,它們的技能要求和加工辦法也不一樣。
二、加工辦法
螺紋的加工,跟著科學技能的開展,除選用一般機床加工外,常選用數控機床加工。這樣既能減輕加工螺紋的加工難度又能前進作業功率,并且能保證螺紋加工質量。數控機床加工螺紋常用G32、G92和G76三條指令。其間指令G32用于加工單行程螺紋,編程任務重,程序復雜;而選用指令G92,可以結束簡略螺紋切削循環,使程序修改大為簡化,但要求工件坯料事前有必要通過粗加工。指令G76,克服了指令G92的缺點,可以將工件從坯料到制品螺紋一次性加工結束。且程序簡捷,可節約編程時間。
在一般車床上進行多頭螺紋車削一直是一個加工難點:當地一條螺紋車成之后,需求手動進給小刀架并用百分表校正,使刀尖沿軸向準確移動一個螺距再加工第二條螺紋;或許打開掛輪箱,調整齒輪嚙合相位,再順次加工其他各頭螺紋。受一般車床絲杠螺距過失、掛輪箱傳動過失、小拖板移動過失等多方面的影響,多頭螺紋的導程和螺距難以到達很高的精度。并且,在整個加工進程中,不可避免地存在刀具磨損甚至打刀等問題,一旦換刀,新刀有必要準判定位在未結束的那條螺紋線上。這一切都要求操作者具有豐富的經歷和高明的技能。可是,在批量出產中,單靠操作者的個人經歷和技能是不能保證出產功率和產品質量的。在制造業現代化的今日,數控機床和數控系統的運用使許多一般機床和傳統工藝難以操控的精度變得容易結束,并且出產功率和產品質量也得到了很大程度的保證。
三、實例分析
現以FANUC系統的GSK980T車床,加工螺紋M30×3/2-5g6g為例,闡明多頭螺紋的數控加工進程:
工件要求:螺紋長度為25mm,兩頭倒角為2×45°、牙外表粗糙度為Ra3.2的螺紋。選用的材料是為45#圓鋼坯料。
1.準備作業。通過對加工零件的分析,運用車工手冊查找M30×3/2-5g6g的各項底子參數:該工件是導程為3mm紋且螺距為1.5(該參數是查表的重要根據)的雙線螺;大徑為30,公差帶為6g,查得其標準上過失為-0.032、下過失為-0.268、公差有0.236,公差要求較松;中徑為29.026,公差帶為5 g,查得其標準上過失為-0.032、下過失為-0.150,公差為0.118,公差要求較緊;小徑按照大徑減去車削深度判定。螺紋的總背吃刀量ap與螺距的聯系近經歷公式ap≈0.65P,每次的背吃刀量按照初精加工及材料來判定。大徑是車削螺紋毛壞外圓的編程根據,中徑是螺紋標準檢測的規范和調試螺紋程序的根據,小徑是編制螺紋加工程序的根據。兩頭留有必定標準的車刀退刀槽。
2、正確挑選加工刀具。螺紋車刀的品種、材質較多,挑選時要根據被加工材料的品種合理選用,材料的商標要根據不同的加工階段來判定。關于45#圓鋼材質,宜選用YT15硬質合金車刀,該刀具材料既適合于粗加工也適合于精加工,通用性較強,對數控車床加工螺紋而言是比較適合的。別的,還需求考慮螺紋的形狀過失與磨制的螺紋車刀的視點、對稱度。車削45鋼螺紋,刃傾角為10°,主后角為6°,副后角為4°,刀尖角為59°16’,左右刃為直線,而刀尖圓弧半徑則由公式R=0.144P判定(其間P為螺距),刀尖圓角半徑很小在磨制時要特別仔細。
四、多頭螺紋加工辦法及程序設計
多頭螺紋的編程辦法和單頭螺紋相似,選用改動切削螺紋初始位置或初始角來結束。假定毛坯已經按要求加工,螺紋車刀為T0303,選用如下兩種辦法來進行編程加工。
1.用G92指令來加工圓柱型多頭螺紋。G92指令是簡略螺紋切削循環指令,我們可以運用先加工一個單線螺紋,然后根據多頭螺紋的結構特性,在Z軸方向上移過一個螺距,然后結束多頭螺紋的加工。程序修改如圖。(工件原點設在右端面中心)
2.用G33指令來加工圓柱型多頭螺紋。用G33指令來編程時,除了考慮螺紋導程(F值)外,還要考慮螺紋的頭數(P值)來闡明螺紋軸向的分度角。
式中:X、Z——決對標準編程的螺紋結束坐標(選用直徑編程)。
U、W——增量標準編程的螺紋結束坐標(選用直徑編程)
F——螺紋的導程
P——螺紋的頭數
3.多頭螺紋加工的操控要素。在運用程序加工多頭中,要特別注意對以下問題的操控:(1)主軸轉速S280的判定。由于數控車床加工螺紋是依托主軸編碼器作業的,主軸編碼器對不同導程的螺紋在加工時的主軸轉速有一個極限識別要求,要用經歷公式S 1200/P-80來判定(式中P為螺紋的導程),S不能超過320r/min,故取S280 r/min。(2)外表粗糙度要求。螺紋加工的終一刀底子選用重復切削的辦法,這樣可以獲得更潤滑的牙外表,到達Ra3.2要求。(3)批量加工進程操控。對試件切削運轉程序之前除正常要求對刀外,在FANUC數控系統中要設定刀具磨損值在0.3~0.6之間,地一次加工完后用螺紋千分尺進行精細測量并記載數據,將磨損值減少0.2,進行第2次主動加工,并將測量數據記載,今后將磨損補償值的遞減崎嶇減少并查詢它的減幅與中徑的減幅的聯系,重復進行,直至將中徑標準調試到公差帶的中心為止。在今后的批量加工中,標準的改動可以用螺紋環規抽檢,并通過更改程序中的X數據,也可以通過調整刀具磨損值進行補償。