【文章內(nèi)容簡介】 金屬陶瓷刀具：金屬陶瓷刀具是以 TiC為基體 ,添加 TiN或TiCN為主要成份，使其抗彎強度提高，具有耐磨損性、耐熱裂紋性等優(yōu)點，其紅硬性可達到900℃ 1100℃ 。金屬陶瓷與鋼的親和力小，可滿足高速、高精度加工的要求，主要用于鋼和鑄鐵工件的半精加工和精加工。一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓 立方氮化硼刀具 : 立方氮化硼（ CBN）、聚晶立方氮化硼 (PCBN)，其硬度可達 3500～4500HV，紅硬性可達到 1400℃ ～ 1500℃ ，在 1000多度的高溫下仍能保持其硬度和良好的切削性能，切削速度達到 800～ 2023m/min，主軸轉(zhuǎn)速達到 8000～ 12023r/min。主要用于發(fā)動機缸體等鑄鐵類零件和氣門閥座等粉末冶金零件的半精和精加工序中。 CBN刀具還可用于加工淬硬工件，實現(xiàn)以車代磨。一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓 金剛石刀具：有天然金剛石，聚晶金剛石（ PCD），人工合成單晶金剛石，金剛石涂層。金剛石刀具其硬度可達 6000～ 10000HV，切削速度可達到 8000m/min，紅硬性可達到 700℃～ 800℃ ，加工鋁制工件及有色金屬時壽命極高，隨著中國汽車制造業(yè)應(yīng)用鋁合金材料的增多， PCD刀具的應(yīng)用也增加。在中國汽車制造業(yè)中應(yīng)用 PCD刀具主要切削鋁合金材料的發(fā)動機汽缸體、汽缸蓋、變速箱的殼體、鋁合金輪輞、閥體、槽體、側(cè)蓋等零件。一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓 高速加工中切削參數(shù)選擇不同材料高速切削速度范圍普通區(qū)過度區(qū)高速區(qū)10 100 1000 10000碳纖維塑料鋁合金黃銅鑄鐵鋼鈦合金鎳基合金m/min 一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓傳統(tǒng)加工方法改變例舉? 螺紋的銑削加工：　　 螺紋銑削是通過主軸高速旋轉(zhuǎn)并做圓弧插補的方式加工螺紋。只要通過改變程序就可以實現(xiàn)不同直徑的螺紋、左右螺紋及內(nèi)外螺紋的加工，其柔性非常理想，另外，螺紋銑削還有線速度高、受力小、排屑好、加工精度高、光潔度好等優(yōu)點。一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓優(yōu)點：? 一把螺紋銑刀可以加工直徑不同、牙型和螺距相同的螺紋。 ? 螺紋精度及光潔度提高。因螺紋銑削是通過刀具高速旋轉(zhuǎn)、主軸插補的方式加工完成。其切削方式是銑削，切削速度高，加工出來的螺紋表面質(zhì)量好；? 內(nèi)螺紋排屑方便。 ? 可以避免絲錐反轉(zhuǎn)形成的回轉(zhuǎn)線 (在密封要求高的情況下是不允許的 )。? 不易形成粘屑的現(xiàn)象。螺紋銑削高速旋轉(zhuǎn)，并且斷屑切削； ? 要求機床功率低。螺紋銑削刀具局部接觸，受切削力?。? 刀具折損容易處理。螺紋銑刀作用力小，很少發(fā)生折損現(xiàn)象，如果發(fā)生了，因為加工孔徑比刀具大，折斷部分很容易取出；? 底孔預留深度小，螺紋銑刀可加工平底螺紋；? 可加工硬度較高的材質(zhì)。切削局部受力，刀具磨損較低，壽命長；? 減少工序，減少換刀次數(shù)。螺紋銑刀可以設(shè)計鉆孔、倒角、锪面、擴孔、螺紋多工序集合于一體。 ? 一把刀可加工左、右旋螺紋。螺紋銑刀加工螺紋左旋還是右旋完全取決于加工程序。 ? 高效率。對于大孔徑加工更為明顯，首先線速度高，其次可以采用多刀片刀盤，效率可以成倍增加，一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓應(yīng)用場合? 由于螺紋銑削是通過主軸高速旋轉(zhuǎn)并螺旋插補來實現(xiàn)，必須配備加工中心 (至少三軸聯(lián)動 )結(jié)構(gòu)尺寸大：　　　大直徑孔的加工 (D38mm) ，從刀具的價格來講，一只大直徑的絲錐價格并不比一套螺紋銑刀低，甚至更高。而且螺紋銑刀可以選擇刀片式，只要更換刀片即可，其經(jīng)濟性不言而喻。從各方面考慮，螺紋銑刀更適合。 批量小 ：　　　適于采用螺紋銑削。采用刀片式螺紋銑刀，只要更換刀片型號，就能加工各種各樣的螺紋模具或者較大零件，適于采用螺紋銑削，就產(chǎn)品合格率而言，螺紋銑削遠遠高于絲錐。 材料特殊 ：　　高硬材料的加工 (硬度 50HRC)，適于采用螺紋銑削，刀片可以采用硬質(zhì)合金加涂層，刀具壽命長；軟材料、鈦合金加工，適于采用螺紋銑削，因為螺紋銑刀不易產(chǎn)生粘屑現(xiàn)象。 高效率復合加工 ：　　　螺紋銑刀已發(fā)展到鉆孔、倒角、锪面、螺紋多工序于一體；另外，內(nèi)外螺紋、左右螺紋可用一把刀加工；可以使用多刀片刀盤；退刀迅速。特殊結(jié)構(gòu) ：　　　　薄壁加工，適于采用螺紋銑削，螺紋銑刀加工受力小，因此變形小。另外，底孔可以做成平底，螺紋可以接近底部，因此所需空間小。 高精度：　　　　對于螺紋精度要求較高的加工，因螺紋銑削線速度高，排屑好，螺紋精度及光潔度高，適于采用螺紋銑削。不宜應(yīng)用場合 ：　　大批量、普通硬度、一般大小的螺紋 (D38mm)，從經(jīng)濟的角度考慮，絲錐更合算。? 深孔螺紋目前更適于采用絲錐，主要因為螺紋銑刀單邊受力，長徑比不能太大，一般需要 L/D3。太深的孔加工時，刀具容易折斷。 一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓環(huán)保加工技術(shù)應(yīng)用一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓 干式切削 干式加工是未來金屬切削加工發(fā)展趨勢之一。切削液在加工中對降低切削溫度起了很好的作用。也有利于斷屑和排屑，但同時也存在一些問題，冷卻液的使用、存儲、保潔和處理等都十分繁瑣，且成本很高。 切削液對環(huán)境和操作者身體健康的危害一直受到使用限制。切削液的處理是不經(jīng)濟的，引起了費用增加，這些費用常常被低估，因為它們包含在間接費用之中。據(jù)美國企業(yè)的統(tǒng)計，在集中冷卻加工系統(tǒng)中，切削液占總成本的 14% ~16%，刀具成本只占 2%~4%。據(jù)測算，如果 20%的切削加工采用干式加工，總的制造成本可降低 %。因此，未來加工的方向是采用盡量少的切削液，耐高溫切削材料和涂層使得干加工在機械制造領(lǐng)域變?yōu)榭赡堋?一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓干式加工刀具設(shè)計 干加工刀具必須具備下列條件：耐熱性、耐磨性的刀具材料，切屑和刀具之間的摩擦系數(shù)要盡可能小，刀具形狀保證排屑流暢，易于散熱，高的強度和沖擊韌性。 因此，干式加工刀具設(shè)計必須考慮如下 3個方面： 1.幾何形狀。熱效應(yīng)是干加工的基本問題。刀具設(shè)計時要考慮使得剛開始加工產(chǎn)生熱的可能性要小，因此必須切削力小，摩擦小。深孔加工刀具附加問題是很難將切屑排出，因此刀具設(shè)計必須保證有好的切屑排出效應(yīng)。在很小的加工力情況下，設(shè)計原則為，大前角和大圓度切削角。 2.刀具材料。干加工時切削材料最重要的是耐高溫性。如果必須用大的前角的話，高硬度也是必須的。目前適用于干式加工的刀具材料有超細顆粒硬質(zhì)合金、 CBN、 PCD、陶瓷和金屬陶瓷等。 3.涂層。現(xiàn)今，切削加工可以不采用切削液的原因之一是涂層，它通過抑制從切削區(qū)到刀片的熱傳導來降低溫度沖擊。因此刀具材料可通過涂層處理，實現(xiàn)“ 固體潤滑 ” 來減少摩擦和粘接，刀具吸收的熱量較少，能承受較高的切削溫度，、將刀具和切削材料隔離，減少摩擦、隔熱。 TiAlN涂層有很好耐熱性能和高溫性能，它與 TiN， TiCN相比，由于添加了 Al，從而使刀具的抗氧化性能得到極大改善，非常適用于高速加工和干加工。一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓干式加工的冷卻和潤滑 盡管可以通過上面所說的刀具設(shè)計和涂層技術(shù)來改善刀具的使用狀態(tài)。但有時還是不夠的，還須增加使用冷卻和潤滑。干式加工中加入冷卻或潤滑也稱為準干式加工。實際應(yīng)用的情況有：壓縮空氣或冷風進行冷卻，車削采用 20℃ 冷風；磨削冷卻方式用 30℃ 冷風及少量潤滑油；噴霧潤滑，用于鉆削。 一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓干式加工的應(yīng)用1.高速干式切削滾齒技術(shù) 近年來，歐洲正在興起高速干式切削滾齒技術(shù)，它是在硬質(zhì)合金滾齒技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新的滾齒技術(shù)。德國利勃海爾的高速干式切削滾齒機已可以加工模數(shù) 3以下的齒輪，而且目前正在向更大的加工模數(shù)進步。它與傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金滾齒技術(shù)比較如表：項目 高速干式切削滾齒技術(shù) 傳統(tǒng)的硬質(zhì)合金滾齒技術(shù)滾刀 整體式硬質(zhì)合金滾刀滾刀槽數(shù) 18~24滾刀材料： P20， P30滾刀表面必須涂層滾刀直徑較小可以采用 0前角或正前角焊接式硬質(zhì)合金滾刀滾刀槽數(shù) 10~14滾刀材料： P20， P30滾刀表面可以不涂層可以與普通滾刀同樣直徑基本是負前角機床 工作臺和刀具轉(zhuǎn)速高需要較高的機床熱平衡性要有安全的鐵屑收集裝置工作臺和刀具轉(zhuǎn)速低普通的機床熱平衡性普通鐵屑收集裝置切削用量切削速度： 300~450m/min吃刀深度（切屑厚度）： ~切削速度： 300~450m/min吃刀深度（切屑厚度）： ~切削油 無 有一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓高速干式切削滾齒技術(shù)與傳統(tǒng)滾齒技術(shù)比較，具備切削時間大大縮短，滾刀壽命長，加工的齒輪精度高，環(huán)保（沒有切削油使加工環(huán)境清潔、不需要處理切削油、油霧，沒有加工后的清洗及清洗液的處理等等）等優(yōu)點。在高速干式切削滾齒中滾刀的磨損增加將使切削力大大增加，因此最大磨損到 。由于這樣的滾刀磨損量人工不易控制和掌握，所以機床一般需要有刀具壽命管理系統(tǒng)和監(jiān)視系統(tǒng)（如對切削力進行監(jiān)視）。滾刀的刃磨與硬質(zhì)合金滾刀相似。由于高速干式切削滾齒時工件的溫度較高，因此滾齒一般用機械手裝夾。在調(diào)整時要充分考慮工件的熱變形，反復進行調(diào)整。一般情況下高速干式切削滾齒的工件精度可以達到 DIN6級。 一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓在高速干式切削滾齒由于沒有切削油冷卻，切削中產(chǎn)生大量切削熱全部由滾刀、鐵屑和工件帶走，他們帶走的熱量分配基本如表，而由此產(chǎn)生的問題和對策也在表中列出。帶走切削熱的載體 滾刀 鐵屑 工件帶走的切削熱比率 5% 80% 15%載體的溫度 60~100℃ 500~900℃ 30~80℃產(chǎn)生的問題 刀具磨損增加 鐵屑的熱量傳遞到機床上使機床溫度上升產(chǎn)生幾何精度的變形采取的對策 采用多槽滾刀降低刀尖的切削負荷。提高切削速度避開容易產(chǎn)生崩刃的切削速度區(qū)。采用干式切削避免引起裂紋的熱沖擊。采用表面涂層使刀具表面具有隔熱屏障。在機床設(shè)計時要充分考慮使鐵屑快速而安全離開機床。降低切屑厚度使鐵屑散熱快。在機床設(shè)計時要充分考慮采用隔熱屏障避免鐵屑直接接觸床身。機床具有很好的熱穩(wěn)定性采用 CNC控制的修正（如錐度、螺旋角等）一汽技術(shù)中心一汽技術(shù)中心 RD CENTER 培訓培訓1