刀具的選擇和切削用量的確定是數控加工工藝中的重要內容,它不僅影響數控機床的加工效率,而且直接影響加工。cad/ cam技術的發展,使得在數控加工中直接利用cad的設計數據成為可能。---是微機與數控機床的聯接,使得設計、工藝規劃及編程的整個過程全部在計算機上完成成為可能。
現在,許多cad/ cam軟件包括提供自動編程功能,這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規劃的有關問題,比如,刀具選擇、加工路徑、切削用量設定等,編程人員只要設置了有關的參數,就可以自動生成nc程序并傳輸至數控機床完成加工。因此,數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態下完成的,這與普通機床加工形成鮮明的對比,同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則,在編程時充分考慮數控加工的特點。本文對數控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量確定問題進行了分析。
一、數控加工常用刀具的種類及性能
數控加工刀具必須適應數控機床高速、和自動化程度高的特點,一般應包括通用刀具、通用連接刀柄。刀柄要聯接刀具并裝在機床動力頭上,因此已逐漸標準化和系列化。數控刀具的分類有多種方法。根據刀具結構可分為:整體式;鑲嵌式。根據制造刀具所用的材料可分為:高速鋼 刃具;硬質合金刀具;金剛石刀具;陶瓷刃具等。從切削工藝上可分為:銑削刀具;鉆削刀具;鏜削刀具;車削刀具等。
刀具材料應具備的性能:
1高硬度刀具材料的硬度應高于工件的硬度
2足夠的韌性承受切削力、振動和沖擊;
3高耐磨性耐磨性是材料抵抗磨損的能力;
4高耐熱性刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性的能力;
5---的工藝性
二、數控加工刀具的選擇
刀具的選擇應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調整方便,剛性好,---度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。
選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中,平面輪廓的加工,常采用立銑刀;銑削平面時,應選鑲硬質合金刀片面銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,可選取鑲硬質合金刀片的銑刀;對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工,常采用球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和梯形銑刀等。在進行曲面加工時,應選用球頭刀具,并且球頭刀具半徑應小于曲面的曲率半徑。由于球頭刀具的端部切削速度為零,因此,為---加工精度,切削行距一般取得很密,而平頭刃具在表面加工和切削效率方面都優于球頭刀,因此,只要在---精度的前提下,無論是曲面的粗加工還是精加工,都應優先選擇平。
在數控加工中,由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則:盡量減少刀具數量;一把刀具裝夾后,應完成其所能進行的所有加工部位;粗精加工的刀具應分開使用,即使是相同尺寸規格的刀具;先面后孔;行曲面精加工,后進行二維輪廓精加工;在可能的情況下,應盡可能利用數控機床的自動換刀功能,以提高生產效率等。
三、數控加工切削用量的確定
合理選擇切削用量的原則是,粗加工時,一般以提高生產率為主。半精加工和精加工時,應在---加工的前提下,---切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床性能、切削用量手冊,并結合經驗面定。同時,使主軸轉速、切削---及進給速度三者相互適應,以形成切削用量。
1背吃刀量 在機床,工件和刀具的剛度允許的情況下,應盡可能使背吃刀量等于加工余量,這樣可以減少走刀次數,提高生產效率。為了---零件的加工精度和表面粗糙度,應留少量精加工余量,一般留0.2 -0.5mm。
2切削寬度l一般l與刀具直徑d成正比,與切削---成反比。數控加工中,一般l的取值范圍為:l= 0.6- 0.9d。
3切削速度切削速度也是提高生產率的一個措施,但切削速度與刀具---度的關系比較密切。隨著切削速度的增大,刀具---度急劇下降,故切削速度的選擇主要取決于刀具---度。另外,切削速度與加工材料也有很大關系,例如用立銑刀銑削45鋼時,非標刀具,切削速度可采用26m/ mi左右:而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時,切削速度可選129m/ mi以上。
4主軸轉速nr/mi主軸轉速一般根據切削速度來選定。計算公式為:n= 1000/ d,式中d為刀具直徑mm。數控機床的控制面板上一般配有主軸轉速修調倍率開關,可在加工過程中對主軸轉速進行倍率調整。
5進給速度f進給速度應根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。
確定進給速度的原則:
一、當工件的要求能夠---時,為提高生產效率,可選擇較高的進給速度。一般在100 - 200mm/ mi范圍內選取。
第二、在刀斷、加工深孔或用高速鋼具加工時,宜選擇較低的進給速度,一般在20- 50mm/ mi范圍內選取。
第三、當加工精度、表面粗糙度要求高時,進給速度應選小些,一般在20- 5omm/ min范圍內選取。
在數控加工過程中,進給速度也可通過機床控制面板上的進給倍率修調開關進行人工調整,但是進給速度要受到設備剛度和進給系統性能等的---。
隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用,數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控程序的編制過程中,要在人機交互狀態下即時選擇刀具和確定切削用量。因此,編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則,從而---零件的加工和加工效率,充分發揮數控機床的優點。
鉸孔加工
1 孔徑增大、差錯大
依據具體情況恰當減小鉸刀外徑;下降切削速度;恰當調整進給量或削減加工余量;恰當減小主偏角;校直或報廢曲折的不能用的鉸刀;用油石細心修整到合格;操控擺差在允許的范圍內;挑選冷卻性能較好的切削液;安裝鉸刀前必須將鉸刀錐柄及機床主軸錐孔內部油污擦凈,錐面有磕碰處用油石修光;修磨鉸刀扁尾;調整或替換主軸軸承;重新調整浮動卡頭,并調整同軸度。
2 孔徑縮小
替換鉸刀外徑尺度;恰當進步切削速度;恰當下降進給量;恰當增大主偏角;挑選潤滑性能好的油性切削液;定時互換鉸刀,江蘇鎢鋼非標刀具能否調刀,正確刃磨鉸刀切削部分;規劃鉸刀尺度時,應考慮上述因素,或依據實際情況取值;作試驗性切削,取適宜余量,將鉸刀磨尖利。
3 鉸出的內孔不圓
剛性缺乏的鉸刀可選用不等分齒距的鉸刀,鉸刀的安裝應選用剛性聯接,增大主偏角;選用合格鉸刀,操控預加工工序的孔方位公差;選用不等齒距鉸刀,選用較長、較精細的導向套;選用合格毛坯;選用等齒距鉸刀鉸削較精細的孔時,應對機床主軸空隙進行調整,導向套的合作空隙應要求較高;選用恰當的夾緊方法,減小夾緊力。
4 孔的內表面有明顯的棱面
減小鉸孔余量;減小切削部分后角;修磨刃帶寬度;挑選合格毛坯;調整機床主軸。
5 內孔表面粗糙度值高
下降切削速度;依據加工資料挑選切削液;恰當減小主偏角,正確刃磨鉸刀刃口;恰當減小鉸孔余量;進步鉸孔前底孔方位精度與或添加鉸孔余量;選用合格鉸刀;修磨刃帶寬度;依據具體情況削減鉸刀齒數,加大容屑槽空間或選用帶刃傾角的鉸刀,使排屑順利;定時替換鉸刀,刃磨時把磨削區磨去;鉸刀在刃磨、運用及運送過程中,應采納保護措施,防止碰傷。
6 鉸刀的運用壽命低
依據加工資料挑選鉸刀資料,可選用硬質合金鉸刀或涂層鉸刀;嚴格操控刃磨切削用量,防止稍傷;常常依據加工資料正確挑選切削液;常常清除切屑槽內的切屑,用足夠壓力的切削液,通過精磨或研磨到達要求。
7 鉸出的孔方位精度超差
定時替換導向套;加長導向套,進步導向套與鉸刀空隙的合作精度;及時修理機床、調整主軸軸承空隙。
8 鉸刀刀齒崩刃
修正預加工的孔徑尺度;下降資料硬度或改用負前角鉸刀或硬質合金鉸刀;操控擺差在合格范圍內;加大主偏角;注意及時清除切屑或選用帶刃傾角鉸刀;注意刃磨。
9 鉸刀柄部折斷
修正預加工的孔徑尺度;修正余量分配,合理挑選切削用量;削減鉸刀齒數,加大容屑空間或將刀齒空隙磨去一齒。
10 鉸孔后的孔中心線不直
添加擴孔或鏜孔工序校正孔;減小主偏角;調整適宜的鉸刀;調換有導向部分或加長切削部分的鉸刀。
一、高溫合金的概念、原理和分類
高溫合金一般是指能在600~1200℃的高溫下抗癢化、抗腐蝕、抗蠕變,并能在較高的機械應力效果下長期作業的合金資料。
高溫合金強調的不是耐受溫度指標,耐受溫度比高溫合金高的資料有很多,比如難熔合金、陶瓷及碳碳復合資料等。高溫合金底子的特性在于---溫度下所具有的高強度。以一般的修建用鋼材為例,它在室溫下強度---,但在修建失火焚燒時強度會急劇下降,從而導致修建坍塌。高溫合金的長處是,在600~1200℃的高溫下,它仍然能堅持---的強度和硬度以接受較高的載荷。因而俄羅斯將其稱為熱強合金,而歐美稱之為超合金superalloy。
一般鋼材含有十多種化學元素,而高溫合金一般含有---30-40種元素,高溫合金之所以能在高溫下堅持較高的強度和硬度首要原因在于這些元素在安排中發揮著強化金屬功能的效果。
高溫合金的分類有多種:1按制造工藝分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末高溫冶金三類。2按合金的首要元素分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金三類。3按強化辦法分為固溶強化、時效強化、氧化物彌散強化和晶界強化等。
以工藝分類來看,變形高溫合金運用規劃廣,占比達70%,其次是鑄造高溫合金,占比20%。以合金首要元素來看,鎳基高溫合金運用規劃廣,占比達80%,其次為鎳-鐵基,占比14.3%,鈷基占比少,占比5.7%。
二、高溫合金展開進程及概略
高溫合金早誕生于20世紀初期的美國,被用作車站的防腐支架。從二戰開端,高溫合金的研發進入了高速展開時期,鎳基高溫合金、鈷基高溫合金、鐵基高溫合金紛紛研發成功,并大量運用。現在鎳基高溫合金是現代航空發起機、航天器和火箭發起機以及艦船和工業燃氣輪機的要害熱端部件資料如渦輪葉片、導向器葉片、渦---、焚燒室等,也是---堆、化工設備、煤轉化技能等方面需求的重要高溫結構資料。
高溫合金的展開首要閱歷了幾個階段:二十世紀40時代以前提出概念,40-50時代實現在噴氣發起機的運用,50-60時代在真空熔煉技能取得重大進展,60-70時代會集在合金化方面,70時代后首要在工藝研討方面,定向凝結、單晶合金、粉末冶金、機械合金化和陶瓷過濾等新工藝成為高溫合金展開的首要動力,其間定向凝結工藝制備的單晶合金尤為重要,在航空發起機渦輪葉片中運用尤為廣泛。二十世紀80時代以來,---廣泛展開數值模仿研討,取得了重要進展,并在此基礎上展開了顯微安排及冶金缺點猜測研討。
三、鎳基高溫合金
在整個高溫合金領域中,鎳基高溫合金占有---重要的---,與鐵基和鈷基合金比較,江蘇鎢鋼非標刀具什么品牌的性價,鎳基合金具有---的高溫功能、---的抗癢化和抗腐蝕功能。鎳基高溫合金是高溫合金中運用廣、高溫強度蕞高的一類合金。其首要原因,一是鎳基合金中能夠溶解較多合金元素,且能堅持較好的安排安穩性;二是能夠構成共格有序的a3b型金屬間化合物[ni3(al,ti)]相作為強化相,使合金得到有用強化,獲得比鐵基高溫合金和鈷基高溫合金更高的高溫強度;三是含鉻的鎳基高溫合金具有比鐵基高溫合金---的抗癢化和抗燃氣腐蝕才能。能夠說,鎳基高溫合金的展開決定了航空渦輪發起機的展開,也決定了航空工業的展開。選用定向凝結技能制備出的鎳基單晶合金,其運用溫度已接近合金熔點的90%,成為今世航空發起機熱端部件不行替代的重要結構資料。
鎳基高溫合金含有十多種元素,增加合金元素對高溫合金的功能起要害的效果。以鑄造鎳基高溫合金為例,鑄造鎳基高溫合金以γ相為基體,增加鋁、鈦、鈮、鉭等構成γ相進行強化,γ相數量較多,有的合金---60%;參加鈷元素能前進γ相溶解溫度,前進合金的運用溫度;鉬、鎢、鉻具有強化固溶體的效果,鉻、鉬、鉭還能構成一系列對晶界發生強化效果的碳化物;鋁、鉻有助于抗癢化才能,但鉻下降γ相的溶解度和高溫強度,因而鉻含量應低些;鉿改進合金中溫塑性和強度;為了強化晶界,增加適量的硼、---等元素。研討標明,gmr235鑄態合金的含碳量為0.18%時,高溫耐久壽數和抗拉強度蕞大,且具有較好的塑性,增加硼和---的合金耐久性明顯改進,合金的枝晶距離削減,碳化物的析出量削減且碳化物顆粒細化,從而改進各方面功能。
鎳基高溫合金是20世紀30時代后期開端研發的。英國于1941年首先出產出鎳基高溫合金nimonic75;為了前進蠕變性又增加了鋁,研發出nimonic80。美國于40時代中期,蘇聯于40時代后期,我國于50時代中期也研發出鎳基合金。
鎳基合金的展開包含兩個方面:合金成分的改進和出產工藝的改造。50時代初,真空熔煉技能的展開,為煉制含高鋁和鈦的鎳基合金創造了條件。初期的鎳基合金大都是變形合金。50時代后期,因為渦輪葉片作業溫度的前進,要求合金有更高的高溫溫度,可是合金的強度高了,就難以變形,乃至不能變形,于是選用熔模精細鑄造工藝,展開出一系列具有---高溫強度的鑄造合金。60時代中期展開出功能---的定向結晶和單晶高溫合金以及粉末冶金高溫合金。為了滿意艦船和工業燃氣輪機的需求,60時代以來還展開出一批抗熱腐蝕功能較好、安排安穩的高鉻鎳基合金。在從40時代初到70時代末大約40年的時間內,江蘇鎢鋼非標刀具為什么這么貴,鎳基合金的作業溫度從700℃前進到1100℃,平均每年前進10°c左右。
鎳基高溫合金按照制造工藝,可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金、粉末冶金高溫合金。
3.1 變形高溫合金
變形高溫合金是高溫合金中運用廣的一類,占比到達70%。變形高溫合金首要選用常規的鍛、軋和揉捏等冷、熱變形手段加工成材。我國鎳基變形高溫合金以拼音字母gh加序號表明,如gh4169、gh141等。
變形高溫合金塑性較低,變形抗力大,運用一般的熱加工手段變形有---困難,因而需求采納鋼錠直接軋制、鋼錠包套直接軋制和包套墩餅等新工藝來加工,也選用加鎂微合金化和彎曲晶界熱處理工藝來前進塑性。
變形高溫合金在航空發起機中至今仍然是首要用材。其間gh4169在我國航空發起機中已得到廣泛運用,被稱為高溫合金中的萬金油。其材質水平和加工工藝水平近年來得到明顯前進。gh4169合金的冶金產品有不同標準的鍛棒、熱軋棒、冷拉棒、板、帶、絲、管和鍛件,制造的零件有各類盤、轉子、環、機匣、軸、緊固件、彈性元件、阻尼元件等。
3.2 鑄造高溫合金
跟著運用溫度和強度的前進,高溫合金的合金化程度越來越高,熱加工成形越來越困難,必須選用鑄造工藝進行出產。另外,選用冷卻技能的空心葉片的內部雜亂型腔,只能選用精細鑄造工藝才能出產,因而鎳基鑄造高溫合金在實際出產運用中不行缺少。鑄造高溫合金運用也較為廣泛,占比約20%。國內的鑄造高溫合金以“k”加序號表明,如k1、k2等。
按結晶辦法,鑄造高溫合金又能夠分為多晶鑄造高溫合金、定向凝結鑄造高溫合金、定向共晶鑄造高溫合金和單晶鑄造高溫合金等4種類型。鑄造高溫合金的特點是:1具有更寬的成分規劃。因為不用統籌變形加工功能,合金的規劃能夠會集考慮優化其運用功能。2具有更廣闊的運用領域。因為鑄造辦法具有的---長處,可依據零件的運用需求,規劃、制造出近終型或無余量的具有任意雜亂結構和形狀的高溫合金鑄件。