Friday, December 28, 2007

加工精密合金的焊接式硬质合金车刀几何参数的改进www.tool-tool.com

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我们在加工军品挠性陀螺部件的重要零件底座
时,刀具上反映出的问题最多,即刀具锋利程度不够
而振动大、加工尺寸不易保证、刀具寿命短。
底座使用的材料是精密合金1J50,也属中饱和
导磁材料中的铁镍软磁材料,其化学成分为Ni49%
~ 50.5% 、Mn 0.6% 、Si 0.3% 、C 0.05% 、S≤
0.02%、P<0.02%、其余为Fe。该零件沟槽多、台阶
多,其精度及光洁度要求高而刚性差,所需加工的表
面主要有外圆表面、孔与端面。
镍是具有面心立方结构的非常柔软的金属,镍
及其合金比铁和钢更难加工。切削镍时最重要的特
点是刀具磨损率高且金属切除率低,在流变层上产
生很高的温度。以前用国产刀片YWl进行精加工,
刀具的前角7。=10。~12。,后角a。=12。,刃倾角 s
= 3。,主偏角 :93。,副偏角 =5。~10。,切削速
度 =20~50m/rain,使用该刀具一次刃磨只可加
工零件20件,在加工中易出现粘结、崩刃等磨损现
象。而采用进口刀具虽然刀具使用寿命比常规刀具
高3~5倍,但其先进的涂层技术要求刀具基体材料
与涂层有很高的吸附强度、不易脱落,降低了刃口的
锋利程度、加大了钝圆半径,这使得切削力与振动增
大,尺寸不易保证,所以进口刀具也并不能很好地解
决高精度零件的精密加工。
为改变这一状况,我们最初采用单纯改进刀具
角度和切削用量等方法,但均未达到理想效果。通
过反复摸索,并吸取国外先进刀具的优点,充分利用
刀具的磨钝标准(VBmax值),设计出了具有新的几
何参数的刀具,该几何参数是在工具磨床上磨出的。
刀具刃磨后的几何参数和达到磨钝标准VB珈 =
0.3mm时的几何参数见图1。
(a)刃磨后的几何角度 (b)达到磨钝标准时的几何角度
图1 刀具在正交平面上的几何参数
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刀具的特点如下:
(1)前角7。=20。~25。,大前角使切屑变形减
小、切削力及振动减小、切削温度及磨损减小而刀具
寿命提高;加工表面粗糙度降低。
(2)在VBmax+0.05=0.35mm的范围内,采用
较小的第一后角a。=6~8。,由此弥补了大前角带来
的刀刃强度和刀头散热体积下降等缺陷;还可增大
后刀面与加工表面的接触面积,提高系统的刚度。
第二后角由尺寸0.15ram、0.1mm与0.35ram自然形
成,该后角较大,易于切人零件。这样,在第一后角
与第二后角的综合作用下,在刀具允许的最大磨损
宽度VB一范围内增大了磨损厚度,从而延长了刀具
的使用时间,提高了刀具的使用寿命。
在使用过程中,通过把正进刀改为反拖刀,还可
改善刀尖易崩碎的缺陷。
采用该刀具,在 =80~120m/rain下进行精加
工,刀具使用寿命可提高4倍,加工效率也得到提
高。我们对焊接式硬质合金车刀进行的几何参数的
改进,较好地解决了在普通车床或经济型数控车床
上对精密合金(即铁镍软磁合金)零件的精密加工,
它具有尺寸稳定性好、效率与寿命高等优点。该改
进对其它材料的精密加工一样地适用,值得推广和
应用。

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