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              發布時間:2020-12-03 08:03  






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              陶l瓷刀片技術

              盡管絕大多數切削刀片都用硬質合金制造,但用其他材料制造的刀片正日益增多。其中,陶l瓷刀片可能是一種的非硬質合金刀片。隨著耐熱合金材料(如Inconel合金)在航空工業和其他行業零部件中的應用日趨廣泛,陶l瓷刀片在對這些難加工材料的加工中表現出了優異的切削性能。陶l瓷刀片的制造工藝與硬質合金刀片非常相似。由于陶瓷不像其他材料那樣容易粘結,因此在燒結時必須采用高得多的溫度和壓力。

              通常,在陶l瓷刀片中使用碳化硅(SiC)晶須能夠增加其強度。這些細小的纖維可以起到用鋼筋來強化混凝土的相同作用。過去,在陶瓷中添加SiC的強化效果相對較小,但近年來的技術突破已經改變了這種狀況。新的工藝可使SiC晶須定向于特定的方向,從而大大提高了強化效果。與其他刀片材料相比,陶瓷的脆性更大,也經常會出現缺陷。加入正確定向的SiC晶須可以顯著減緩陶l瓷刀片的碎裂失效過程,因為刀片中的微裂紋需要更大的能量,才能穿過整齊排列的晶須。隨著這種技術和其他類似技術的繼續發展,陶l瓷刀片將成為一種適合各種加工的、更具可行性的解決方案。

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              刀片幾何形狀的作用

              一提到切削刀片的幾何形狀,大多數刀具制造商都會馬上開始描述刀片的宏觀幾何形狀(物理外形)。而一個近年來快速發展的研究領域——刀片切削刃微觀幾何形狀的優化——值得予以高度重視。在宏觀水平上,刀片幾何形狀的優化主要涉及為實現切屑控制而可能采用的外形。根據不同的工件材料和加工方式,采用不同的刀片形狀和角度能夠提供斷屑和將切屑從切削區排出的結果。刀片宏觀幾何形狀的設計與優化已是一個相當成熟的技術領域,大部分主要的刀具制造商都精通此道。



              刀具結構的優化

              先進的刀具結構能大大提高切削效率,如高速鋼數控銑削刀具在結構上已較多采用波形刃和大螺旋角結構,硬質合金可轉位刀具則采用了內冷卻、刀片立裝式、模塊可換和可調式結構,而如內冷卻結構,則是一般普通機床無法應用的。

              刀具優材料的廣泛應用

              為延長l刀具使用壽命,提高刀具強度,很多數控刀具的刀體材料都采用了高強度合金鋼,并進行熱處理(如氮化等表面處理),使其能適用于大切削用量,且刀具壽命也得以顯著提高(普通刀具一般采用的是經過調質處理的中碳鋼)。在刀具刃部材料上,數控刀具則更多選用了各種新牌號的硬質合金(細顆粒或超細顆粒)和超硬刀具材料。



              刀片涂層的制備

              此時,產品的形態已經與成品刀片相差無幾。但是,為了獲得切削性能,還必須對刀片進行表面涂層。常用的刀片涂層工藝是化學氣相沉積(CVD)工藝,即通過高電流將某種金屬靶材離子化,然后通過蒸發冷凝沉積到刀片上。可以將這一過程形象地比喻為,當柏油路面的溫度變得非常低,而空氣中又充滿高濃度的水汽時,就會在路面上形成一層薄冰。不過,與此不同的是,雖然置于涂層爐中的刀片溫度相對較低,但實際爐溫可能超過480℃。

              另一種常用的刀片涂層工藝是物理氣相沉積(PVD)工藝。與CVD工藝相比,采用PVD技術可以沉積出更薄的涂層,從而可使切削刃更鋒利,在切削難加工材料(如淬硬鋼、鈦合金和耐熱超級合金)時可獲得更優異的切削性能。

              高精度的制造質量

              為穩定加工出高精度的零件表面,因而對刀具(包括刀具零件)制造在精度、表面粗糙度、形位公差等方面提出了比普通刀具更嚴格的要求,特別是可轉位刀具,為確保刀片刀尖(切削刃)在轉位后尺寸的重復精度,刀體刀槽和定位零件等關鍵部位的尺寸和精度、表面粗糙度必須嚴格給予保證,同時為便于刀具在對刀儀的對刀和尺寸測量,基面加工精度也應保證。



              關于刀具磨損的小知識:

              1、刀具是否磨損,磨損量的大小,直接的判斷方法是聽聲音,如果切削聲音十分沉重或者尖叫刺耳,說明刀具的加工狀態不正常,此時可進行簡要分析,如果排除了刀具本身質量問題,刀具裝夾問題,用刀參數問題,此時應該可以判斷是刀具磨損了,需要暫停加工,更換刀具。2、通過加工中的機床運動狀態來判斷刀具的磨損情況,如果加工參數,切削用量等設置均合理,加工中機床振動很大,發出“嗡嗡”,此時可以確定刀具達到了急劇磨損狀態,需要更換刀具。通常五金加工業內,都認同把太多的錢花費在錯誤的刀片上。雖然知道這個問題存在,但解決方案是什么呢?大多數的五金企業僅是試圖采購更便宜的刀片。那的確有一些幫助,但它不是這個問題的解決方案。所以為什么不選擇一個更結構化的方法呢?一些采購員通常在談判更低的價格過程中花費相當多的時間。但這對整個生產成本的影響是可以忽略的,更不用說生產率了。實效研究所有的工廠都有一個廢刀片的收集點。不存在比研究廢刀片更有興趣的事情,它導致了一個刀片是被如何使用(濫用)的實用主義觀點的形成,而且這種手段能被用于實現成本的降低。

              刀片的差異要確定的第l一個事實是所使用的刀片具有很大的差異。在我們的樣本中,l共有638種不同的刀片來維持六臺CNC車床的運轉。好的一面是每種刀片都是各個類別的冠l軍。但是638種刀片采用每盒10片的包裝,意味著要庫存6,380個刀片。而所有這些僅僅是維持六臺車床的運轉。下一個事實是每個刀片的切削刃數量相對較少。在很多車間,車刀片仍然是三角形或菱形。組合切削刃數量(三角形刀片)和切削刃強度(菱形刀片)的凸三角刀片所提供的可能性顯然在很多車間還沒有足夠的認知。



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