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刀具材料選擇 機(jī)械加工中常用的刀具材料有很多種。由于重型切削的特點(diǎn)（切削深度大，余量不均，表面有硬化層），刀具在粗加工階段的磨損形式主要是磨粒磨損。由于切削溫度高，盡管切削速度處于積屑瘤發(fā)生區(qū)，但高溫可以使切屑與前刀面的接觸部位處于液態(tài)，減小了摩擦力，抑制了積屑瘤的生成，所以刀具材料的選擇應(yīng)要求耐磨損、抗沖擊，刀具涂層后硬度可達(dá)80HRC，具有高的抗氧化性能和抗粘結(jié)性能，因而有較高的耐磨性和抗月牙洼磨損能力。硬質(zhì)合金涂層具有較低的摩擦系數(shù)，可降低切削時(shí)的切削力及切削溫度，可以大大提高刀具耐用度（涂層硬質(zhì)合金刀片的耐用度至少可提高1倍）等優(yōu)點(diǎn)，但由于涂層刀片的鋒利性、韌性、抗剝落和抗崩刃性能均不及未涂層刀片，故不適用高硬度材料和重載切削的粗加工。只有硬質(zhì)合金刀具適合于重型切削的粗加工。硬質(zhì)合金分為鎢鈷類（YG）、鎢鈷鈦類（YT）和碳化鎢類（YW）。加工鋼料時(shí)，由于金屬塑性變形大，摩擦劇烈，切削溫度高，YG類硬質(zhì)合金雖然強(qiáng)度和韌性較好，但高溫硬度和高溫韌性較差，因此在重型切削中很少應(yīng)用。與之相比，YT類硬質(zhì)合金刀具適于加工鋼料，由于YT類合金具有較高的硬度和耐磨性，尤其是具有高的耐熱性，抗粘結(jié)擴(kuò)散能力和抗氧化能力也很好，在加工鋼料時(shí)刀具磨損較小，刀具耐用度較高，因此YT類硬質(zhì)合金是重型加工時(shí)較常用的刀具材料。
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精加工階段同樣要求刀具耐磨損，但是精加工階段的磨損形式是以粘蝕磨損為主，這時(shí)的切削速度雖然有了很大提高（可達(dá)到40m/r），但由于工件材質(zhì)等原因，仍然會產(chǎn)生積屑瘤，當(dāng)積屑瘤增長到一定高度時(shí)會從刀具上剝離，將接觸部位的刀具材料帶走一部分，形成刀具的磨損。同時(shí)，剝離的積屑瘤會扎進(jìn)工件表面，形成硬點(diǎn)，降低加工表面質(zhì)量。因此，如果精加工時(shí)仍然采用普通硬質(zhì)合金刀具，則刀具磨損非常快，換刀次數(shù)增多，不僅影響加工效率，也易在工件表面形成接刀痕跡，影響外觀質(zhì)量。解決這個問題的辦法就是改變刀具材料。在實(shí)際加工中發(fā)現(xiàn)涂層刀具比較適合重型切削的精加工，刀具的涂層減小了切屑與刀面間的摩擦，減少了積屑瘤的發(fā)生，降低了刀具的磨損，延長了刀具的壽命。實(shí)際加工中，我們采用瓦爾特公司的涂層硬質(zhì)合金刀片，在加工45Cr4NiMoV支撐輥時(shí)，刀具耐用度提高了一倍；但使用陶瓷刀具未達(dá)到預(yù)期效果，當(dāng)切削速度達(dá)到100m/min時(shí)，刀片的磨損顯著加快，這是因?yàn)樘沾傻毒吲c金屬材料之間由于親和作用加劇了刀具的磨損。高速鋼刀具在精加工階段得到了廣泛的應(yīng)用，由于高速鋼刀具的鋒銳性較好，經(jīng)常用于精加工階段的光整工序以去除微小余量，目前來看，其它刀具還無法完全取代高速鋼刀具的作用
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刀具角度的選擇+ D( N- a- u; _0 c& C& @ R
由于在重型機(jī)械粗加工階段刀具的工作環(huán)境比較惡劣，比如材料鍛造后的氧化皮、裂紋、鏟坑、鑄造后的夾雜、氣孔等缺陷，都易導(dǎo)致刀具的損壞，因此應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牡毒呓嵌取Ｓ糜谥匦颓邢鞯牡毒咭话悴捎?°～－5°前角，10°～15°后角，采用負(fù)的刃傾角，以增大工作前角和楔角，提高刀刃的鋒利性和刀尖的強(qiáng)度。同時(shí)，在主切削刃上開有1mm左右寬的負(fù)倒棱、R2mm左右的刀尖圓角以提高刀刃的抗沖擊性能。當(dāng)然，這些角度還要根據(jù)實(shí)際加工情況進(jìn)行調(diào)整。
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精加工階段以保證產(chǎn)品精度為主要目標(biāo)。刀具的鋒利對切除微小的余量極為重要。這時(shí)選用的刀具角度一般為：前角10°，后角15°，刃傾角10°；當(dāng)用平刃刀片精光時(shí)，前角達(dá)25°～30°，后角15°，刃傾角20°，屬斜角切削。刀刃在刃磨后，應(yīng)該用金剛石砂條或細(xì)目油石條進(jìn)行研磨，去除微小毛刺及微裂，增強(qiáng)刀刃的鋒銳性和強(qiáng)度，并用刀尺進(jìn)行透光檢查，保證刀刃的平直度。
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刀具的安裝# ^5 X% U N( b# f
機(jī)械加工中刀具的安裝方式對于加工很重要。通常以正夾為主，但計(jì)算結(jié)果表明，反夾的剛度更好，即反安裝車刀的剛度優(yōu)于正安裝車刀的剛度。此外，反向加工時(shí)，機(jī)床受力方向是剛度最大的方向，而刀具受力方向是剛度較小的方向，因此可以減小加工中的振動。另一方面，由于實(shí)際加工中機(jī)床都是按正夾設(shè)計(jì)的刀臺，所以除非采用特殊設(shè)計(jì)的刀體，否則刀具安裝后將高于中心，造成刀具的工作后角減小，加據(jù)后刀面磨損, O! Q3 \; \/ V/ T$ h- n
8 _9 _7 f" Q6 @# v& U8 j重型切削同普通切削相比，其實(shí)際加工同理論計(jì)算均有很大的區(qū)別。目前，重型切削的很多工藝及刀具資料都是以普通機(jī)械加工為依據(jù)，并不完全適用于重型機(jī)械加工，因此需要進(jìn)一步專門深入研究3 M' `; z7 h0 \2 @
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發(fā)表于 2017-9-18 15:56:53
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