资讯动态
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    PCD刀具在铝活塞加工中的应用
    01铝活塞的优点  活塞是发动机的重要零部件之一,特别是铝活塞,它具有重量轻、热膨胀系数低、良好导热性、抗腐蚀性和耐磨损等一系列优点,它的主要材料为铝硅合金,其中硅含量为12%以上,应用在汽车发动机中居多。02铝活塞普通刀具加工易磨损  加工活塞用的刀具随着制造铝活塞用铝合金材料的发展而不断发展,传统的硬质合金刀具已不能满足活塞精加工的质量要求。  高硅铝合金的硬度和耐磨性比其它铝合金高,切削时刀具交替地切削软的铝基和硬的硅颗粒,采用普通刀具容易磨损。03铝活塞PCD刀具加工优点  PCD刀具在加工铝、铸铝、铝合金等方面一直有优势,而且PCD刀具的加工寿命是硬质合金刀具的几倍~几十倍,所以PCD刀具切削铝活塞具有许多优点,首先它有硬度比较高,耐磨损等优点,其次刀具锋利切削力小,加工表面粗糙度可满足铝活塞工艺要求,提高加工效率,也拉低了成本,因此PCD刀具在铝活塞加工中得到了广泛的应用,特别是批量加工的厂家。硬质合金刀具比PCD刀具寿命差几倍~几十倍  针对不同的加工要求,力博PCD刀具厂家有PCD铣刀、PCD铰刀、PCD成型刀、PCD钻头、PCD刀片、PCD刀盘以及PCD非标刀定制等多种选择,量身定制完整的刀具加工方案。
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    复合钻头的结构组成
    对零件上大直径孔的加工,一般是采用高速钢麻花钻先钻孔,然后再扩钻(或镗孔),逐步达到所需尺寸。这种工艺效率低,刀具寿命短,费用高。复合钻头(也称为模块化钻头)就是在这种情况下产生的,它是在硬质合金可转位刀片钻头的结构基础上,增加高速钢中心钻头而成,专门用于大孔径的加工,不需要逐级扩孔,一次就可达到所需尺寸。(一)复合钻头的结构组成及特点1.复合钻的结构组成及特点。2. 适用范围及合理选用  复合钻头一般适用于大型数控镗铣床、镗床和摇臂钻上对碳钢、合金钢、有色金属及铸铁进行大孔径加工,要求机床的功率充足、较高的刚性和精度。一般钻孔直径范围为φ58~φ170mm,在机床功率允许的情况下,可加工至φ300mm以上的孔。一般钻孔深度与钻孔直径之比小于5,个别情况下可以达到8,*适宜钻孔深度与直径的比值。应用复合钻头时,必须注意只能在平面上钻孔,不允许在圆弧面、曲面及其他不规则形状表面上钻孔。如平面上有中心孔时,其直径应小于复合钻头上中心钻直径。复合钻不能进行扩孔。复合钻头在使用前必须合理调整中心钻顶尖和切削头各刃尖的距离,否则中心钻起不到定心和导向的作用。在摇臂钻床上应用复合钻头时,必须注意:(1)正确、合理地选用切削用量。因摇臂钻的刚性差,摇臂易抬起,故切削用量应适当降低,其中切削速度的影响*大。(2)合理选择可转位刀片切屑槽形,以保证理想的断屑和切削轻快,一般多选用凸三边形点式槽形,并需与切削用量作相应的匹配,以保证顺利排屑。
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    刀具磨损构成
    基于摩擦学理论,可将磨损机制分为磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损和扩散磨损。实际磨损过程通常不是以单一形式出现的,而是几种不同的磨损形式的综合表现。磨损计算方法的建立必须考虑磨损现象的特征,这些特征与通常的强度破坏不相同。刀具破损主要来源于金属岩块相互作用和金属压碎区相互作用,相应的刀具磨损可分为直接磨损和二次磨损,直接磨损指刀具与完整岩块相互作用时产生的磨损,属于2个表面粗糙峰直接咬合引起的黏着磨损;二次磨损指夹在2个表面的破碎颗粒造成的刀具磨损,属于磨粒磨损中的三体磨损。同时滚刀破岩过程中,二次磨损也包括与相对滚动的摩擦表面接触形成的循环变化应力作用下的疲劳磨损。磨损机制中的扩散磨损主要是由于高温度场下化学元素交互运动引起,合金刀具工作温度相对较低,分子在界面间的交换比较缓慢,扩散磨损在刀具磨损中所占比例可以忽略,因此,刀具的磨损主要表现为:①岩土体中的硬质磨粒对刀刃表面进行磨削,在刀刃表面形成犁沟,表面产生多次变形,*终导致表面材料脱落;②硬质磨粒被垂直荷载压入刀刃表面产生塑性变形并形成黏着点,在切向荷载的作用下黏着点被剪断,附着于硬质颗粒表面脱落;③刀具与岩土接触时交变接触应力作用下的疲劳磨损断裂或脱落。因此,认为刀具磨损主要由磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损组成,主要磨损机制。
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    HSM 对切削刀具的要求
    1. 几何形状刀具振动直接影响加工所获得的表面质量。因此,在HSM精加工过程中保持刀具均匀的切削力极其重要,避免引发刀具振动。刀具相邻几何特性对切削力的影响:1)同心度好有利于负载在切削刃上均匀分布;2)较大的切削刃重叠有利于获得均匀的切削力特性(较大螺旋角和槽数);3)短切削长度有利于获得较好的刚性(相对于机床陡壁,轴的直径被减小一点);4)芯部横截面状态*好,槽口处的应力集中*小。可以使用HSM加工高强度材料,这意味着抗变形能力随着待加工材料硬度的增加而增大。切削刃上负载增加,要求对切削刃的几何形状进行稳定的设计。然而,高速切削状态下在工件表面的自由区域还将产生更多的摩擦热,这意味着必须减小刀具的间隙角。因此,增加切削刃的稳定性只能通过减小斜角的方式实现。在材料很硬、刀具材料很脆的情况下,甚至可能导致负的斜角。精确配合的半径在刀刃尖部磨削,以避免突然变热时达到红热状态或者切削刃局部断裂。如果对加工工件的形状精度要求很高,则所用精加工刀具的球部半径对于待加工工件的形状精度有直接的影响。因此,作为基本条件,在非常精密零件的精加工过程中使用具有非常严格半径公差(在微米范围内)的刀具是非常重要的。2. 材料和涂层刀具材料必须比待加工材料硬。工件材料与刀具材料之间的硬度差越大,刀具磨损越小,刀具寿命越长。因为局部温度很高,还必须保证刀具材料具有抗氧化性。较大热负载波动和对刀具材料抗氧化性的要求使得*终需要在精细颗粒碳化钨刀体上进行涂层。
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    刀具冷却液的使用技巧
    正确使用冷却液对于获得良好的钻削性能而言至关重要,它会直接影响到加工中的排屑、刀具寿命及加工孔的质量。(1)冷却液的使用方式1)内冷设计内冷设计始终是避免堵屑的**,特别是在加工长切屑材料以及钻削较深的孔 (大于3倍孔径) 时。对于水平钻头,当冷却液从钻头中流出时,在至少30cm的长度上都不应有切削液下冲现象。2)外冷设计使用外冷却液可在切屑形成良好以及孔深较浅时使用。为了改善排屑,至少应有一个冷却液喷嘴 (如果是非旋转应用,则为两个喷嘴) 靠近刀具轴线位置。3)干式钻削技巧,不使用冷却液通常不建议进行干式钻削。a)可用于短切屑材料且孔深可达直径3倍的应用场合b)适合于卧式机床c)建议降低切削速度d)刀具寿命会降低建议切勿将干式钻削用于:a)不锈钢材料 (ISO M和S)b)可换头钻头4)高压冷却(HPC) (~70 bar)使用高压冷却液的益处是:a)由于冷却效果增强,刀具寿命较长b)改善不锈钢等长切屑材料加工中的排屑效果,并且可能延长刀具寿命c)排屑性能更好,因此安全性更高d)根据给定的压力和孔尺寸提供足够的流量,以保持冷却液供应(2)冷却液的使用技巧请务必使用含有EP (极压) 添加剂的可溶性切削油 (乳化液)。为了确保*佳刀具寿命,油水混合物中的含油量应介于5-12%之间 (加工不锈钢和高温合金材料时应介于10-15%之间)。提高切削液的含油量时,务必用分油器进行检查,以确保不会超过推荐的含油量。在条件允许的情况下,与外冷却液相比,始终**使用内冷却液。净油能够改善润滑效果,在钻削不锈钢应用时带来益处。请务必与EP添加剂一起使用。整体硬质合金钻头和可转位刀片钻头都能使用净油并能取得不错的效果。压缩空气、雾状切削液或MQL (微量润滑) 可能成为稳定工况下的成功之选,特别是在加工某些铸铁和铝合金时。由于温度升高进而可能对刀具寿命产生负面影响,建议降低切削速度。
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