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    金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用
    金刚石是碳的同素异构体,它是自然界已经发现的*硬的一种材料。金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能,在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。威尼人斯网址尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中,金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。⑴ 金刚石刀具的种类:① 天然金刚石刀具;② PCD金刚石刀具;③ CVD金刚石刀具⑵ 金刚石刀具的性能特点:① 极高的硬度和耐磨性;② 具有很低的摩擦系数;③ 切削刃非常锋利;④ 具有很高的导热性能;⑤ 具有较低的热膨胀系数⑶ 金刚石刀具的应用及非金属材料进行精细切削及镗孔。适合加工各种耐磨非金属,如玻璃钢粉末冶金毛坯,陶瓷材料等;各种耐磨有色金属,如各种硅铝合金;各种有色金属光整加工。金刚石刀具的不足之处是热稳定性较差,切削温度超过700℃~800℃时,就会完全失去其硬度;此外,它不适于切削黑色金属,因为金刚石(碳)在高温下容易与铁原子作用,使碳原子转化为石墨结构,刀具极易损坏。
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    刀具材料应具备基本性能
    先进的加工设备与高性能的数控刀具相配合,才能充分发挥其应有的效能,取得良好的经济效益。随着刀具材料迅速发展,各种新型刀具材料,其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高,应用范围也不断扩大。一、刀具材料应具备基本性能刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此,刀具材料应具备如下一些基本性能:(1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。(2) 强度和韧性。刀具材料应具备较高的强度和韧性,以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。(3) 耐热性。刀具材料的耐热性要好,能承受高的切削温度,具备良好的抗氧化能力。(4) 工艺性能和经济性。刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能价格比。
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    刀具切削还必须考虑如下条件
    1)对于失效极限的确定,也就是说,刀具使用到什么情况下不能用了。除了崩刃、破裂等极端状况。主要是指磨损,特别是精加工时,一般认为精加工刀片后刀面磨损0.2毫米以内是正常的。但是如果是定径刀具,后刀面磨损会造成工件直径变化,一旦出现径向尺寸变化达到危险情况就要换刀了。又如,对表面粗糙度有特殊要求,刀具略有磨损,表面粗糙度略有下降即不能满足要求时,也必须换刀。估算时就必须按一定比例酌情降低估算值。如果径向尺寸有调整或可补偿的时候、表面粗糙度要求比较低的加工,则可按比例提高估算值。2)切削速度对刀具的磨损有相当大的影响,一般的来说,线速度越快,刀具寿命越短,但是线速度太低的话,一方面影响加工效率,同时也不一定对刀具寿命有利,所以切削速度的选择,必须参考刀具制造厂提供的切削参数,再结合现场情况确定一个*合理的速度。3)被加工工件的材料,对刀具寿命也有相当大的影响。看似相同的材料,内部所含材料成分比例略有不同,可能切削性能就有很大的区别。即使完全相同的材料,如部件结构不同、成型方法不同、热处理设备或工艺不同、前道工序加工刀具不同,都会造成刀具寿命有显著差别。如不锈钢件加工,如前道工序粗加工的刀具不锋利,在工件表面因冷作硬化效应,形成一层硬化层,致使后道工序的精加工刀具急剧磨损,对精加工刀具寿命造成严重的影响。4)合理、准确使用切削液,能明显提高刀具寿命。首先切削液必须准确、干净、充分、有效。不同的刀具材料、不同的工件、不同的加工形式,应该根据目的要求,如粗加工时的冷却、精加工时的润滑,加注不同的切削液。5)地基、机床、夹具、工件、刀具等所有一切,构成一个系统,整个系统的刚性对刀具寿命的影响,也非常大。因为微小的震动使刀具和工件产生非正常微距位移,而使刀具无谓的增加了无效摩擦,*后导致刀具磨损,刀具寿命迅速下降。
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    刀具寿命的切削液应该怎么选择?
    切削液的选择,必须考虑机床、刀具、加工工艺等综合因素来确定。威尼人斯网址在根据加工方法、要求精度来选择切削液之前,设置了安全性、废液处理等限制项目,通过这些项目可确定是选择用油基切削液还是用水基切削液这两大类别。如强调防火和安全性,就应考虑选择水基切削液。当选择水基削液时,就应考虑废液的排放问题,企业应具备废液处理的设施。有些工序,如磨削加工,一般只能选用水基切削液;对于使用硬质合金刀具的切削加工,一般考虑选用油基切削液。一些机床在高计时规定使用油基切削液,就不要轻易改用水基切削液,以免影响机床的使用性能。通过权衡这几方面的条件后,便可确定选用油基切削液还是水基切削液。在确定切削液主项后,可根据加工方法,要求加工的精度、表面粗糙度等项目和切削液的特征来进行第二步选择,然后对选定和切削液能否达到预期的要求进行鉴定。鉴定如果有问题,再反馈回来,查明出现问题的原因,并加以改善,*后作出明确的选择结论。目前切削液的品种繁多,性能有好优劣,若选择不当,会造成不良后果。一般在下列的场合下应选用水基切削液:1、油基切削液潜在发生火灾危险的场所。2、高速和大进给量的切削,使切削区超出于高温,冒烟激烈,有火灾危险的场合。3、从前后工序的流程上考虑,要求使用水基切削液的场合。4、希翼减轻由于油的飞溅和油雾和扩散面引起机床周围污染和肮脏,从而保持操作环境清洁的场合。5、从价格上考虑,对一些易加工材料和工件表面质量要求不高的切削加工,采用一般水基切削液已能满足使用要求,又可大幅度降低切削液成本的场合。
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    钻攻机大批量生产如何进行刀具寿命的管理?
    钻削中心由于刀具数量多、刀具破损快等特点,往往出现因未能及时更换刀具,而因刀具破损导致工件报废,或过早更换刀具而使刀具成本增高。因此,由CNC 系统来进行刀具寿命的统计和警告是解决上述问题的*佳办法。刀具寿命管理功能由刀具组号、刀具号、刀具寿命值、刀具补偿量指定代码组成。刀具寿命管理的设定有两种方法:一种是界面手动配置,一种是程序自动配置。对于相同刀库配置的批量机台,大家推荐使用程序自动配置。可参考文档中的步骤,独立完成刀具寿命管理功能的配置。1.配置参数设置刀具组数6800#1#0=116813=16(可修改,此处设定刀库刀具组数)设置刀具寿命管理忽略号6810=0(钻攻机上务必设为0)设置寿命记数的M 代码6811=6设置刀具寿命管理功能有效8132#0=16805#4=02. 修改换刀宏程序在宏程序中,找到Z 轴返回第二参考点的程序段,在此程序段后增加M6。3.修改PMC 程序在PMC 程序中,将M6 的译码信号,直接导通G4.3,结束应答。将刀具寿命报警信号(F64.0)接通外部报警地址(A 地址),并编辑报警信息,如“刀具寿命已到”。
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