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毛刷式数控钝化机在重型铣削刀片刃口钝化中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-08-05  来源:中国毛刷网  作者:[db:作者]  浏览次数:569

  毛刷式数控钝化机在重型铣削刀片刃口钝化中的应用王晓峰1,张国福郑州职业技术学院哈尔滨第一工具制造有限公司验,确定了两种重型铣削刀片刃口的合理钝化参数,并分析了该机床的加工效率。

  文献标志码: A 1引言近年来,切削刀片刃口钝化处理技术日益受到重视,已成为刀片刃口处理的首选方式。20世纪末期,工业发达国家开始对刀具切削刃钝化技术进行研究和开发,国内在这方面也取得了一定成果。事实证明,经过刃口钝化处理后,硬质合金刀片的使用寿命平均可提高20以上,有些刀片可提高1 3倍陶瓷刀片的使用寿命平均可提高50以上,有些刀片可提高1 3倍[ 1, 2].一些国产刀片经过钝化处理后,可达到国外同类刀片的使用寿命。刀片寿命的提高幅度与具体加工条件以及所选择的刃口型式及刃口钝化参数有关。在重型铣削加工中,加工条件比较恶劣(多为冲击性断续切削,一次切深可达25mm以上) ,刀具及其刀片的抗冲击性能尤为重要。

  目前,优化刀片刃口型式是提高重型铣削刀片抗冲击性能的主要方式。

  2可转位刀片提高刃口强度的方式与特点可转位刀片提高刃口强度的方式主要有3种:负倒棱、刃口钝化、负倒棱与钝化相结合( 1)负倒棱沿着刀片切削刃磨出负前角(或零前角,或极小的正前角)的棱带,可以起到增大切削刃强度、提高刃口抗冲击性、减小刀片崩刃可能性、提高刀片寿命的作用。负倒棱刀片常用于钢件及大余量加工。加工负倒棱时,主要采用倒棱机或数控周边磨床在磨削加工刀片刃口时直接磨出。采用倒棱机加工效率较低、劳动强度较大采用数控周边磨床加工成本较高。

  ( 2)刃口钝化将刀片切削刃钝化为一定型式的圆角,可以增大刃口强度,提高刃口质量。钝化切削刃的抗冲击性能要优于负倒棱切削刃。目前,通常采用毛刷式钝化机进行刃口钝化,一次可装载多片刀片进行钝化加工,效率较高,质量稳定。由于经过刃口钝化的刀片有利于保持涂层的粘附性和使用寿命,由此更适合应用于涂层刀片。

  ( 3)负倒棱与钝化相结合该方法是在刀片上加工出负倒棱后,再进行刃口钝化处理。这种复合处理方式比单独应用以上两种处理方式效果更好,可进一步提高刃口强度和质量,但加工成本也相应有所增加。

  3 BP MX型毛刷式数控钝化机的特点与应用与手工钝化相比,目前国内外普遍采用的机械钝化方法可以大大提高刃口钝化的效率和质量。常用的机械钝化方法有:振动钝化、介质钝化、研磨浆钝化、含磨料的橡胶轮钝化、干或湿的喷砂法钝化、翻滚钝化和含磨料尼龙刷钝化等刷式数控钝化机是采用内含磨料的尼龙刷对刀片刃口进行钝化加工。

  工具技术( 1) BP MX型钝化机的特点BP MX型毛刷式钝化机为立式结构(见图1) ,它利用一个内含磨料的尼龙刷,对刀片刃口进行刷擦钝化,通过工作台、刀片装载盘及毛刷的旋转运动,可使刀片各个方向的边角都能均匀钝化,同时还能对钝化表面起到一定抛光作用。被加工刀片放置在6个行星盘中,通过专用夹具对刀片限位固定,钝化不同形状和规格的刀片时,只需更换夹具即可。

  该钝化机采用西门子数控系统,钝化时间、吃刀深度、毛刷转速等加工参数均可调整,操作简单方便。

  该钝化机配备有毛刷长度自动检测系统,并具有毛刷磨损自动补偿功能,采用更为环保的风冷方式。

  ( 2)两种不同刃口型式钝化值的确定可转位刀片的刃口钝化型式主要分为圆角式(见图2a)和瀑布式(见图2b)两种。圆角式刃口是在刃口转角处形成对称圆弧,这种刃口型式为大多数粗、精加工刀片所采用瀑布式刃口是在刃口转角处形成不对称圆弧,从图2b可以看出,瀑布式刃口接近于负倒棱与钝化相结合的方式,适用于条件恶劣的冲击式加工,主要用于重型切削刀片。在实际应用时,应根据不同刀片的加工要求,确定采用何种刃口型式及钝化圆弧r的大小。相关资料显示,钝化圆弧r值通常为0. 01 0. 5mm, a值与b值的比例关系通常约为1 2本文主要探讨瀑布式刃口的钝化加工。通过两种采取瀑布式刃口的重型切削刀片(见图3)的钝化试验,确定其适用的主要钝化参数。为便于说明,将两种刀片分别设定为C型刀片和D型刀片,图4为两种刀片在行星盘中的装夹方式示意图(实际装载刀片数量多于图示数量)。

  ( a) C型刀片( b) D型刀片( a) C型刀片装夹方式( b)D型刀片装夹方式钝化加工时,影响r值以及a值与b值比例关系的主要因素为钝化参数和毛刷硬度。钝化参数主要包括:钝化时间、吃刀深度和毛刷旋转速度刀深度如图5所示。为了加工出要求的刃口型式,必须保证钝化时间、吃刀深度和毛刷旋转速度的合理匹配。由图4可知,刀片装夹方式不同时, a值与b值的位置关系会发生变化,即要求钝化的a值与b值结果正好相反。

  两种试验用刀片的钝化参数及试验结果见表1.可以看出,通过调整钝化时间、吃刀深度和毛刷旋转速度,即可实现不同的刃口钝化效果。

  试验刀片C型刀片D型刀片一次最大装载刀片数量(片)单面钝化时间( min)毛刷速度( r/min)吃刀深度(mm)实际测量值a实际测量值b( 3)钝化试验与参数优化由于不同的刀片有不同的钝化要求,因此在批量加工之前,需要根据实际情况进行钝化试验,确定既能提高质量,又能节省时间的最佳钝化参数。钝化试验可用一片刀片进行,通常,首先可对钝化时间、吃刀深度、毛刷旋转速度三个参数依次进行调整,如果无法得到满意的钝化效果,则可更换不同硬度的毛刷,再进行加工调试,直至获得效果令人满意的钝化参数后,再装满刀片进行批量钝化加工。尤其对于瀑布式刃口的刀片,其钝化参数的确定更需要进行仔细分析、精心试验,否则可能会产生适得其反的结果。

  4结语利用BP MX型毛刷式数控钝化机,结合生产实际,对几种不同的可转位刀片进行了钝化加工试验,获得了几种常用重型铣削刀片的最佳钝化参数,为类似刀片的钝化加工积累了经验。通过试验,确定了BP MX型毛刷式数控钝化机的加工能力:刀片单面平均钝化时间为5min,按每次平均装载150片刀片计,则每小时可钝化900片刀片。与普通钝化机每小时钝化120片刀片的加工能力相比,该机床的加工效率很高。此外,通过调整钝化参数,可以满足不同刃口型式的钝化需求,尤其是能够钝化出瀑布式刃口,从而替代负倒棱后再钝化的复合加工方式,可大大节约加工成本。

  桂育鹏,于启勋。刀具刃口钝化技术的探讨[ J] .机械工顾祖慰,张奇。刀具钝化技术应用前景的展望[ J] .工具重型切削实用技术手册编写组。重型切削实用技术手册[ M] .北京:机械工业出版社, 1996.

  现代机夹可转位刀具实用手册编委会。现代机夹可转位刀具实用手册[ M] .北京:机械工业出版社, 1994.

  第一作者:王晓峰,工学硕士,讲师,郑州职业技术学院实训中心, 450121郑州市全国生产工程切削技术研讨会征文为促进我国切削领域的科技发展,中机学会生产工程分会切削专业委员会定于2011年10月在成都召开全国生产工程切削技术研讨会。会议将围绕高效切削和绿色加工为主题,探讨切削领域的发展现状和趋势,交流在科研生产开发应用方面的科研成果和应用技术。会议将积极组织大专院校、科研院所和制造企业的代表参加会议并做技术交流,会议将邀请有关专家做专题技术报告。为此特向全国广大切削工作者征集会议论文,所征集的论文在工具技术研讨会特辑发表。

  征文范围:切削基础理论研究,切削建模与仿真,高速加工与高效切削,刀具材料,涂层技术,切削数据库,难加工材料切削,切削液与环保加工,刀具CAD/ CAM,刀具有限元分析,工具管理系统,汽车航空风电等专用刀具开发,刀具破损磨损在线监控,再制造工程,绿色制造投稿须知:稿件用Word文档A4页面五号宋体字行文按文章篇名、作者姓名、作者单位、摘要、关键词、正文、式居中排列,按顺序编号文中一律采用我国法定计量单位参考文献格式为:编号、作者姓名、引文题目、刊名、年卷期、页码。

  截稿时间: 2011年8月31日前,论文投稿电子邮箱: toolmgazine chinatool. net,务请注明切削会议征文字样。

  联系人:辛节之,切削专委会秘书处成都市府青路二段24号工具技术

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