数控作为一种先进的工艺方法,被广泛地用于航空工业、舰船工业以及电子工业等高精度、复杂零件。随着数控化和自动化的需要,某些机械零部件设计具有力求体积紧凑、负重减小等要求,使得当今大量零部件的结构怪异、形状复杂、型面多样。为了应对和适应机械领域材料种类不断增多的状况并满足对其性能、效率和精度等方面的要求,目前全球刀具界都在不断改进各自的刀片基体、几何角度、涂层技术和工艺方法,以满足高强度金属材料零件高效的式敢要求,下面简单介绍下高强度金属材料的切削工艺的特点:
一、选择合适的机床设备
虽然有严格的数控机床操作规范、良好的机床维护保养,但是其本身的精度损失是不可避免的。
(1)为了控制质量,我们定期对数控设备进行检测维修,明确每台设备的精度和任务。
(2)严格区分粗、精工的设备使用,因为粗工时追求的是高速度、高的去除率、低精度,精工则要求高精度。做到对现有设备资源的合理搭配、明确分工,将机床对质量的影响降到了最低,同时又保护了昂贵的数控设备,延长了设备的寿命。
二、合理的工艺方法和参数选择
合理的刀具选型和优化的工艺方法对于提高效率、延长刀具寿命非常重要,在切削高强度材料航空零部件时更为重要。
(1)充分的冷却、适当的工线速度、有效的断屑以及合理的刀具包角对于对于控制刀尖温度非常有效。首先对于同时具有内冷却的机床和刀具,应该尽可能地使用最利于降温的内冷却功能,以便使强有力的高压水流带走大量的切削热,确保区域在一定的温度范围。其次即使没有内冷却功能的设备,也建议使用外传内冷却刀柄,同时增强冷却压力改善其冷却效果。
(2)适当地控制刀具的切削力和切削速度,也是降低区域温度、延长刀具寿命最有效的方法之一。通常难切削材料均采用周边修磨的正型刀片,较低的切削线速度以及较小的切削深度和切削宽度。
(3)对于同样的机床和零件,高强度材料会大大影响刀具的效率和刀具寿命。无论是采用摆线、螺旋插补、还是大进给铣削方式,其目的都是降低切削力、减小切削区温度。摆线切入法可最大限度减小切削区,使得刀具的实际切削包角最小,延长刀具每齿的散热时间;螺旋插补使得每齿切削量相对均匀,特别是在拐角处最为明显;大进给切削方式以小的切深、大的进给有效地减小了切削力产生最小的切削热。
(4)保证断屑,也是控制温升的有效途径。大量的切削热一般产生在切屑上,有效地断屑会使产生的大量切削热被切屑带走。
(5)保持适当的有效刀具包角,使得刀具的每一个有效齿能够最大限度地保证最长冷却时间。保持适当、合理的刀具有效包角,非常有利于提高材料的切削效率、延长刀具寿命,对于高强度材料零件切削工艺极为重要。
三、切削油的选择注意事项
切削油是金属切削工艺必须采用的一种介质,在过程中主要起到润滑、冷却、清洗等作用。
(1)专用的切削油含有硫化极压抗磨添加剂成分,可以有效的保护刀具,提高工艺精度。
(2)专用的切削油与菜籽油、机械油、再生油相比,具有良好的稳定性,不会对设备、人体、环境产生危害。
(3)专用的切削油在粘度、闪点、倾点、导热性能等方面均通过严格的测试,以满足各种切削工艺需求。