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    數控刀片在不銹鋼加工中的關鍵
    更新時間:2022-02-21 10:15:17
    2012年8月16日,在工信部指導下,由四川省經濟和信息化委員會主辦、成都XXXX科技有限公司承辦的XXXX翔計劃正式落戶成都。在受到廣大中小企...

    數控刀片在不銹鋼加工中的關鍵,

    隨著加工制造在中小企業的快速發展,越來越多機械加工廠家開始對刀片的選擇更加關注和挑剔,同時隨著市場上眾多國內外刀具品牌的快速興起,終端用戶對刀具的挑選又常常顯得眼花繚亂和力不從心。

    本研究根據以往不銹鋼加工的大量切削試驗,結合公司硬質合金刀片生產的前沿技術,從不銹鋼加工材料特性、刀片選用、試切******等方面進行分析歸納,目的是讓廣大制造從業人員對刀片的選用形成基本認識,提升刀具選用思路,***終更好地為車間提供工藝技術支持及解決方案。

    1.不銹鋼使用范疇

    不銹鋼在生產中有較為廣泛的應用,如工業石油管道上所使用的閥門、聯接緊固法蘭盤、球閥、醫藥器械及食品器械中的衛生級閥門、常見的生活類五金件等。使用場合不同,對不銹鋼性能要求的側******也不一樣,目前國內也形成了幾個典型的不銹鋼加工行業區域。

        不銹鋼之所以很少生銹,主要是因為其有較高的抗腐蝕性,通常材料中含Cr量在10%以上,并含有大量的Ni成分,在較高的溫度下也能保持一定的強度。市場上常選用的鋼種有304、316、316L等,與其他材料組相比,不銹鋼屬于難切削材料范疇。

    2.不銹鋼的主要加工特性

    與45鋼及其他鋼種相比,不銹鋼要顯得難加工。因其材料特性,主要有以下幾個影響其切削性能的因素:

    (1)黏結現象嚴重:如圖1所示,由于韌性及塑性比其他材料好,因此在加工中過程中切屑容易粘接在前刀面上,形成較為嚴重的積屑瘤(見圖2),當加工到一定時間后,前刀面積屑瘤進一步擴大,***終導致崩刃,這種現象在低速加工中顯得尤為明顯。

    (2)切削抗力大:不銹鋼與其他鋼種相比,因為塑性和韌性較好,使得在加工過程中鐵屑不易從鋼體上分離,導致形成較大的切削抗力。

    (3)導熱系數低:因為導熱系數較其他材料低,因此在切削中產生的大量溫度來不及通過鐵屑直接排出帶走,而附加在工件本身上,從而在刀尖部位容易形成比較集中的高切削溫度,導致刀片提前磨損。此外,不銹鋼加工硬化嚴重,線膨脹系數大等這些因素也加快了刀具磨損。

    數控刀片

    3.不銹鋼加工刀片選用的主要參考

    為了更好地應對不銹鋼難加工特性,在******相對穩定的切削外部條件(設備、切削液等)下,還要根據槽型特點,選擇適應的切削參數。在刀片外觀角度上來看,主要可以參考如下幾點:

    (1)前角γo:不銹鋼塑性強,切屑不易從工件上排出,為使不銹鋼在加工過程中排屑更順暢,在******刀具強度的同時需選擇更加鋒利的槽型來應對,當前角變大后,降低了切削力,使得加工更加輕快,更加有利于切屑排出,同時降低了積屑瘤產生的可能性,從而延長刀具使用壽命。

    (2)后角:為防止后刀面與工件過早摩擦,在******刀片剛性強度的前提下,可以適當增加后角,來提高刀片使用壽命。

    (3)槽型:刀片槽型實際上***是刀片前角上微觀尺寸所顯示出來的形狀,針對不銹鋼的加工斷屑特點,目前專業生產刀片的公司都有專門應對不銹鋼加工特點的刀片槽型,如京瓷公司的MQ、MS;KORLOY公司的HA、HS槽型等,以及本公司生產的BF槽(vc=202.5m/min,  f=0.1mm/r,ap=0.1mm),以上槽型都有鋒利的切削刃和相對大的前角,能較好地應對不銹鋼難加工特性。

    通過試驗,本司生產的BF槽型在不銹鋼精加工也有較好的應用。該槽型刃口鋒利、切削輕快、抗積屑瘤好、斷屑效果良好,主要用于連續精車,在小切深工況穩定切削條件下,能夠良好應對不銹鋼加工

    當然,刀片角度的選擇通常是一把雙刃劍,加工中我們往往希望刀片壽命夠長,獲得切削輕快穩定的加工狀態,這樣會考慮使用大的前角及后角,但這勢必對刀片基體本身的耐磨空間進行壓縮。因此,如何權衡刀片使用壽命與角度、槽型的關系,***終還需要結合零件加工工藝要求,在滿足零件工藝要求的情況下,來選擇適用的刀片。

    數控刀片

    4.選用優化對比

    當確定好合適的外觀結構、微觀尺寸,以及******刀片生產質量后,更重要的是選擇適用的涂層。對加工不銹鋼而言,涂層的光滑性顯得尤為重要。這樣能很大程度上避免積屑瘤的產生,刀片外表涂層的光滑性很容易通過人的觸碰感覺的到,而刀具公司則需通過大量切削試驗,分別針對不同產品、不同工況,層層篩選出***適合的涂層,建立批量試刀數據模型,***終確定出通用性強的產品。

    附表及圖4可以為刀具性能測試對比提供一種思路與參考,在不同切削速度和不同工件規格情況下,當切削數據足夠充分并且成功表現出一致性時,可以確定該次試驗成功,獲得較好的試驗結果。而整批數據中會偶爾發生幾次與整體有所偏差的情況,如附表中的4號刀尖對比結果,A公司整體測試性能都要優于B公司數據,但經測試大數據,分析A公司刀尖號4數量11件,其表現異常,此時可以采用倒推追溯的方式,從加工過程中尋找是否出現裝夾異常、毛坯狀況、切削液流量、刀尖本身質量異常等問題,確定加工客觀實質是否發生了改變,通過逐步排除,找出該次測試刀片結果不理想的根本原因。如果裝夾、毛坯狀況等其他外部實質條件均未發生變化,***針對該測試刀片進行研究,譬如,在刀片生產制造中,該刀片本身工藝***發生了瑕疵。但筆者在大量切削試驗過程中,遇到此類問題時經過系統分析,可以歸納為該刀片異常,這往往是一個獨立的試驗數據,并不影響對A公司該款刀片整體性能的判斷。

    數控刀片

    5.結語

      本文通過對不銹鋼的基本性能進行介紹,針對其材料特性,挖掘出在數控刀片選用時需考慮的基本點,并同時結合刀具優化對比試驗,提出刀具一線工作者在參與切削試驗時的一種思路,希望能拋磚引玉,提升刀具的選用基本認識

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