硬質合金刀具優點源頭好貨“本信息長期有效”

刀具是現代切削加工中極其關鍵的根底部件，其功能直接影響加工功率和已加工零件的表面質量。即使對刀具刃口進行細心的磨削，刀具刃區的描摹依然會存在細微缺點，然后降低刀具的壽數和加工質量。刀具刃口鈍化能夠延常刀具使用壽數50%-400%。因此，近年來刀具鈍化技能越來越受到重視。

國內外學者關于刀具刃口鈍化展開了大量的研討。Tugrul ozel選用切削軟件進行方真，研討了鈍化后的PCBN刀具切削鋁合金時的應力和切削力等的改變規則；P.I.Varela等研討了不同的刃口形狀對切削后的剩余應力及已加工零件的表面質量的影響，驗證了刀具刃口鈍化能夠有用提高加工表面質量；賈秀杰等選用切削實驗探究了鈍化后的刀具在不同的切削參數下切削工件時，產生的切削力和被加工零件的表面質量隨切削參數改變而改變的規則；朱曉雯選用了7種不同的鈍化工藝對硬質合金刀具進行鈍化處理，其間包含立式旋轉鈍化法，并經過實驗探究了不同鈍化方式對硬質合金刀具壽數的影響。

刀具鈍化刃口尺度歸于微米級，通常選用鈍圓半徑表征刃口概括。實際上，刀具鈍化的刃口概括并非規則的圓弧，僅僅選用鈍圓半徑不足以表征實際的鈍化概括。B.Denkena等提出了任何切削刃的非對稱問題K-factor方法，選用從極點刀尖1和刀尖2的比率Sa/Sγ即K因子來表示，邊緣的扁平度經過參數△γ和φ的比值來表示，這種方法相對簡單且可視化；C. F. Wyen等提出刀具刃口鈍化形狀的非對稱性問題，以一個圓的形式描繪刃口鈍化形狀，選用Da和Dγ的比率來測量垂直極點與兩邊的距離，選用R2≤0.9判定系數驗證。

目前通常選用K因子表示刀具鈍化非對稱刃口。當K=1時，刀具鈍化刃口為對稱刃口，即為鈍圓半徑。當K≠1時，刀具鈍化刃口為非對稱刃口。國內外關于刀具鈍化非對稱刃口機制的研討十分少C.E.H.Ventura等選用研磨法對CBN刀具進行鈍化，經過實驗驗證了不同的K因子對刀具刃口磨損的影響程度不同，選擇合適的K值以減少磨損；E.Bassett等選用磨料刷法對刀具進行鈍化，研討了不同K因子的非對稱刃口對涂層WC-Co刀具切削AISI1045的磨損和熱力散布的影響規則，經過實驗驗證了Sα值影響刀具壽數，主要是后刀面磨損。因此，對刀具非對稱刃口鈍化的研討是必要的。

本文選用刀具刃口鈍化進行正交實驗研討，對硬質合金刀具進行立式旋轉鈍化，經過對實驗成果進行數學回歸分析，研討了刀具鈍化非對稱刃口K因子隨不同鈍化參數的改變規則，為實現刀具鈍化刃口優化供給依據。

1  刀具刃口鈍化實驗

如圖1所示，在立式旋轉鈍化機上進行刀具鈍化處理。刀具裝夾在刀盤上，刀盤固定在主軸上，由碳化硅、棕剛玉以及核桃粉按照必定配比組合成的分散固體磨粒裝在磨粒桶中。成組刀具在磨粒中實現公轉及自轉，單個刀具實現公轉及自轉，達到鈍化的意圖。

刀具選用標準號為ZX040的硬質合金立銑刀。刀具前角14°，后角15°，刃長25mm，直徑10mm，柄長75mm。

選用Alicona光學三維刀具測量儀對鈍化后的刀具非對稱刃口進行檢測（見圖2）。刀具鈍化非對稱刃口檢測成果如圖3所示。

依據鈍化速度、鈍化時刻、磨粒配比和磨粒粒度規劃正交實驗。其間，磨粒由棕剛玉和碳化硅組成，磨粒配比為碳化硅與棕剛玉的比值。刀具鈍化正交實驗成果見表1。

圖1  刀具刃口鈍化機    圖2  光學三維刀具測量儀

圖3  刀具鈍化非對稱刃口檢測成果

表1  刀具鈍化正交實驗

實驗成果表明，不同的鈍化參數對刀具非對稱刃口的影響程度不同。鈍化時刻對刀具非對稱刃口K因子的影響蕞大，磨粒配比與主軸轉速次之，磨粒粒度對刀具非對稱刃口K因子的影響蕞小。

2  刀具鈍化非對稱刃口模型的樹立

選用數學回歸法樹立刀具非對稱刃口K因子的猜測模型，把刀具鈍化4個鈍化參數作為自變量，刀具鈍化非對稱刃口K因子為因變量。依據正交實驗成果進行數學回歸，獲得刀具鈍化非對稱刃口K因子的猜測模型。

Y=1.352-0.00003651A-0.024B 0.000007221AD 0.004BD-0.002CD    （1）

式中，Y為因子；A為主軸轉速(mm/min)；B為鈍化時刻(min)；C為磨粒粒度(目數)；D為磨粒配比。

為查驗數學回歸法構造的的刀具鈍化非對稱刃口K因子模型能否較好地體現各自變量與因變量之間的函數關系，選用F查驗法進行顯著性查驗，K因子模型的F法查驗，成果見表2。

查F散布表，當α=0.05 時，F=（4，4）=6.39，因為F比16.591>6.39，從刀具鈍化非對稱刃口K因子模型的F查驗法的查驗成果可知，該猜測模型能夠較好地反映刀具鈍化非對稱刃口K因子與主軸轉速、鈍化時刻、磨粒粒度和磨粒配比之間的關系。

表2  刀具鈍化非對稱刃口K因子模型的方差分析表

小結

選用立式旋轉鈍化法進行刀具刃口鈍化實驗，經過正交實驗研討刀具鈍化非對稱刃口K因子隨鈍化參數的改變規則，對刀具鈍化非對稱刃口K因子的影響蕞大的是鈍化時刻，其次是磨粒配比與主軸轉速，磨粒粒度對刀具鈍化非對稱刃口K因子的影響蕞小。選用數學回歸方法樹立了刀具鈍化非對稱刃口K因子的猜測模型，選用方差分析驗證了該模型的正確性。

機械加工進程中，孔的加工一向都是整個加工工程中的要點和難點，通常會用到鉆頭、鉆夾頭、鉸刀，珩磨棒等加工刀具，起浮夾具一般業界說的比較少，但常常聽工人師傅說起浮夾頭，那么什么是起浮夾具呢？

起浮夾具（Floating holder)是指東西可以沿平行于東西軸線的軸向起浮或沿筆直空間內角度搖擺或一起具有這2種起浮。

為什么要運用起浮夾具？

在機械零部件制造進程中經常有很多的、高外表質量的孔加工需求，而孔加工一向都是機械加工中的難點和要點，鉆孔，鉸孔后運用高精密珩磨加工無疑是一種重要和常見的加工辦法。

在單沖程珩磨工藝中，對精度保持高水準加工的一起，還要在單次往復中完成包括外表粗糙度，圓柱度等一系列精度的加工，其本身對主軸和工件的直線度要求也較為高。如果是采用珩磨專用機，由于專用機特殊的起浮主軸和追隨馬達的裝配，所以一般情況下運用高品質的萬向節即可實現率單沖程珩磨。

加工中心的功能提升

雖然國產機床的制造商們在不斷努力進步產品質量和精度以滿意各種精度的需求，但機床的主軸和待珩磨的孔之間的直線性仍是很難到達，由于這涉及到廠商幾十年的研發水準，以及機床中任何一個零件的上下游供應鏈水準問題。我們不行能要求一臺國產十幾萬的機床或加工中心，到達它們三倍售價的進口機床相同水準；所以要使內孔到達很高的圓心度、圓柱度仍然是個非常扎手的問題。

另外，導致主軸與工件直線性差的另一個重要的也是難處理的原因是機床軸承的發熱導致主軸的同心度誤差，這幾乎是個不行消除的要素。要獲得孔和機床主軸的的同心度，就要使珩磨棒很的伸進孔中而且保證不受任何徑向力，起浮夾具正是為此類情況規劃的，一起起浮夾具還補償工件裝置、珩磨棒等在水平軸向或在筆直空間內的差錯。所以無論是國產機床仍是進口高精密數控機床，起浮夾具對孔的直線度和圓柱度的進步都是決定性的。

起浮夾具的特點

? 徑向振幅按捺在5μm以下；

? 出資少卻能進行比曾經更的加工；

? 東西替換時刻減少，進步出產效率；

? 消除因切削抵抗發生的誤差；

? 按捺品質不穩定，減少不良品和修正工件；

? 糾正前工序的孔加工誤差。起浮夾具的使用

起浮夾具使用加工機械：鉆床、立式加工中心、珩磨機等。

使用東西：金剛石珩磨棒、鉸刀、絲錐、滾光刀等。

使用領域包括：轎車發動機、船只發動機以及液壓、衣療、動力、航空等各個領域的機械零部件制造中。

合理選擇與數控機床匹配的刀具

數控車床是一種、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，并能在批量出產中發揮杰出的作用。它集通用性好的全能型車床、加工精度高的精密型車床和加工的專用型一般車床的特色于一身，能很好地滿意企業進步產品質量、下降出產本錢、進步經濟效益的要求。所以數控車床是國內運用量蕞大、覆蓋面廣的一種機床。在數控車床加工中，產品質量和勞動出產率在很大程度上遭到刀具的限制，盡管其車刀的切削原理與一般車床根本相同，可是如何依據加工零件的實際情況，合理選擇和運用與數控車床匹配的刀具，是充分發揮數控車床功用和優勢、確保加工精度、進步勞動效率以及操控加工本錢的關鍵。

1.零件剖析

 客戶要求加工的產品是輪軸蓋（見圖1），外形A、B兩處現已加工好，內孔粗加工至90mm，產品的精度要求不是很高，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。設備是用廣州機床廠的GSK980T經濟型數控車床，共6臺。

2.原加工中存在的問題

 原出產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。刃磨精度得不到確保，且占用時刻長，還會使被加工輪軸蓋零件的外表精度大大下降。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，精度得不到確保，費時較多。加工過程中需求頻頻旋轉刀架換刀，導致刀架很簡單磨損，定位精度出現差錯，還簡單出現毛病（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，造成停產及修理費用添加。由于換刀后需從頭對刀、試車、調試的輔助時刻添加，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。硬質合金刀具優點

3.改善刀具的依據

 經過剖析、研討刀具結構、工藝規劃、程序編寫等方面問題，以為本來所運用的刀具非常需求改善，具體考慮如下。

（1）選用標準化刀具，改為機夾可轉位車刀。由于輪軸蓋是批量出產，數控車刀應選用機夾可轉位車刀，原因在于：①精度高。確保刀片重復定位精度高，便利定位，確保刀尖方位精度，這樣刀尖磨損不需求換整刀而只需換刀片就行。②可靠性高。結構可靠的車刀，選用復合式夾緊結構以習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，完結多種切削加工，進步出產效率。③刀具本錢低。由于是批量出產，且刀片可替換，盡管機夾刀可轉位刀片貴一些，但刀具的本錢不會添加，反而下降，并且更經用。

 （2）優化刀具結構。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。在刀的結構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①不旋轉刀架。只要“一把刀”在加工，那就不需求旋轉刀架，刀架就不會由于磨損而影響精度，更不會引發停產、修理等問題。②維護定位銷釘。“一把刀”定位只需求一組定位銷釘，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化刀具結構合二為一，則不會存在占機時刻長的問題。由于：①選用標準化機夾可轉位刀具，當刀片上的一個切削刃磨鈍后，其刀片的裝拆和轉位都很便利、快捷，不需刃磨即可用新的切削刃持續加工，還大大進步了刀桿的利用率。只需快速做簡單的對刀，編制程序時作恰當的處理就能夠了。②選用優化刀具結構方案，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大大縮短，再結合加工工藝、程序編寫，規劃短的空行、切削進給道路，可有用進步出產效率，下降刀具損耗。

4.改善后的刀具

 自己經過以上剖析、研討，依據現有的認識和加工條件，從刀具結構的規劃、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。刀桿經熱處理，用螺絲固定刀尖A、B，這樣“一把刀”相同能夠完結本來兩把刀的工作，并且裝、卸“一把刀”比本來兩把刀省時一半。

 （2）用改善后的刀具加工時無須轉化刀架，很好地處理了由于要頻頻旋轉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過恰當視點或替換，做簡單的刀補行程修正即可持續加工，大大進步了效率。

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，要確保兩刀片尖在同一平面上。

 （2）編寫程序時有必要要以A、B兩個刀尖為兩個獨立刀位點設兩組刀補（01、02），在轉化刀尖執行時刀具要離開工件必定距離，避免刀具和工件發生碰撞。

 （3）刀具每班要轉動一次，以確保刀架的鎖緊力。

6.程序的編寫

 編寫的程序及說明如附表所示。

 程序內容及說明

程序內容 程序說明

O1212     程序名

G00x100Z100 定位到起刀點

T0101M3S200 調用地一組刀補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     調用第二組刀補B號刀尖

G00x80Z5

G71U1R0.5     粗加工φ112mm與φ98mm內孔與倒角

G71P3Q4U-0.5W0F80

N3G00x114

G01Z0F50

X112Z-1

Z-11

X100

X98Z-11

N4Z-48

G70P3Q4         精加工N3-N4段內容

G00x100Z100T0102 回到起刀點取消第二組刀補

M30         程序完畢

?加工中心常用的幾種刀具

1加工中心常用的幾種刀具

在加工中心上，其主軸轉速較一般機床的主軸轉速高1～2倍，某些特殊用處的數控機床、加工中心主軸轉速高達數萬轉，因而數控機床用刀具的強度與耐用度至關重要。目前涂層刀具與立方氮化硼等刀具已廣泛用于加工中心，淘瓷刀具與金剛石刀具也開端在加工中心上運用。一般來說，數控機床用刀具應具有較高的耐用度和剛度，刀具資料抗脆性好，有良好的斷屑功用和可調易替換等特色。例如，在數控機床上進行銑削加工時挑選刀具要注意如下關鍵：

平面銑削時應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時，盡量選用二次走刀加工，地一次走刀蕞好用端銑刀粗銑，沿工件外表接連走刀。選好每次走刀寬度和銑刀直徑，使接刀痕不影響精切走刀精度。因而加工余量大又不均勻時，銑刀直徑要選小些，反之，選大些。精加工時銑刀直徑要選大些，蕞好能容納加工面的整個寬度。

加工中心刀具

立銑刀和鑲硬質合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。為了軸向進給時易于吃刀，要選用端齒特殊刃磨的銑刀，如圖a所示。為了減少振動，可選用圖b所示的非等距三齒或四齒銑刀。為了加強銑刀強度，應加大錐形刀心，變化槽深，如圖c所示。

為了提高槽寬的加工精度，減少銑刀的種類，加工時可選用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后用刀具半徑補償功用銑槽的兩邊。

銑削平面零件的周邊概括一般選用立銑刀。刀具的結構參數可參考如下：

①刀具半徑R應小于零件內概括的蕞小曲率半徑ρ，一般取R=(O.8～0.9)ρ。

②零件的加工高度H≤(1／4～1／6)R確保刀具有足夠的剛度。

③粗加工內型面時，刀具直徑可按下式估算(見下圖)：

式中，δ1為槽的精加工余量；δ為加工內型面時的蕞大允許精加工余量；φ為零件內壁的蕞小夾角；D為工件內型面蕞小圓弧直徑。

加工中心刀具圖紙

數控加工中心加工曲面和變斜角概括外形時常用球頭刀、環形刀、鼓形刀和錐形刀等，見下圖。圖中的O點表示刀位點，即編程時用來計算刀具方位的基準點。加工曲面時球頭刀的使用普遍。可是越接近球頭刀的底部，切削條件就越差，因而近來有用環形刀(包含瓶底刀)替代球頭刀的趨勢。鼓形刀和錐形刀都可用來加工變斜角零件，這是單件或小批量出產中取代四坐標或五坐標機床的一種變通辦法。鼓形刀的刃口縱剖面磨成圓弧R1，加工中操控刀具的上下方位，相應改動刀刃的切削部位，可以在工件上切出從負到正的不同斜角值。圓弧半徑R1越小，刀具所能習慣的斜角規模就越廣，可是行切得到的工件外表質量就越差。鼓形刀的缺陷是刃磨困難，切削條件差，并且不習慣于加工內緣外表。錐形刀的狀況相反，刃磨容易，切削條件好，加工，工件外表質量也較好，可是加工變斜角零件的靈活性小。當工件的斜角變化規模大時需求中途分階段換刀，留下的金屬殘痕多，增大了手工銼修量。

2對刀技巧

對刀分為對刀儀對刀及直接對刀。我廠大部分車床無對刀儀，為直接對刀，以下所說對刀技巧為直接對刀。  先挑選零件右端面中心為對刀點，并設為零點，機床回原點后，每一把需求用到的刀具都以零件右端面中心為零點對刀;刀具接觸到右端面輸入Z0點擊丈量，刀具的刀補值里邊就會自動記錄下丈量的數值，這表示Z軸對刀對好了，X對刀為試切對刀，用刀具車零件外圓少些，丈量被車外圓數值（如x為20mm）輸入x20,點擊丈量，刀補值會自動記錄下丈量的數值，這時x軸也對好了；這種對刀方法，就算機床斷電，來電重啟后仍然不會改動對刀值，可適用于大批量長期出產同一零件，其間封閉車床也不需求重新對刀

3依據資料硬度挑選合理的轉速、進給量及切深。

1、碳鋼資料挑選高轉速，高進給量，大切深。如：1Gr11，挑選S1600、F0.2、切深

2mm;

2、硬質合金挑選低轉速、低進給量、小切深。如：GH4033，挑選S800、F0.08、切深0.5mm ;

3、鈦合金挑選低轉速、高進給量、小切深。如：Ti6，挑選S400、F0.2、切深0.3mm。以我加工某零件為例：資料為K414，此資料為特硬資料，通過屢次實驗，終究挑選為S360、F0.1、切深0.2，才加工出合格零件

4車刀刃磨操作口訣

常用車刀種類和資料，砂輪的選用

常用車刀五大類，切削用處各不同，

外圓內孔和螺紋，切斷成形也常用；

車刀刃形分三種，直線曲線加復合；

車刀資料種類多，常用碳鋼氧化鋁，

硬質合金碳化硅，依據資料選砂輪；

砂輪顆粒分粒度，粗細不同勿亂用；

粗砂輪磨粗車刀，精車刀選細砂輪。

5車刀刃磨操作技巧與注意事項

刃磨開機先查看，設備安全重要；

砂輪轉速穩定后，雙手握刀立輪側；

兩肘夾緊腰部處，刃磨平穩防抖動；

車刀高低須操控，砂輪水平中心處；

刀壓砂輪力適中，反力太大易打滑；

手持車刀均勻移，溫高燙手則暫離；

刀離砂輪應小心，保護刀尖先抬起；

高速剛刀可水冷，避免退火保硬度；

硬質合金勿水淬，驟冷易使刀具裂；

先停磨削后停機，人離機房斷電源

690°、75°、45°等外圓車刀刃磨步驟

粗磨先磨主后邊，桿尾向左偏主偏；

刀頭上翹 38 度，構成后角摩擦減；

接著磨削副后邊，終刃磨前刀面；

前角前面同磨出，先粗后精順序清；

精磨首先磨前面，再磨主后副后邊；

修磨刀尖圓弧時，左手握住前支點；

右手滾動桿尾部，刀尖圓弧天然成；

面評刃直穩中求，視點正確是關鍵；

樣板角尺細查看，經驗豐富可目測。