塗前刀具的表面質量

   時間:2014-03-14 00:46:46
塗前刀具的表面質量簡介
        被塗刀具表面應是光亮的磨光面,刀具各工作表面上不得有銹斑、磨糊、氧化、崩刃等缺陷,要求刃口上無毛刺。前、后刀面上的……
塗前刀具的表面質量正文

 

  被塗刀具表面應是光亮的磨光面,刀具各工作表面上不得有銹斑、磨糊、氧化、崩刃等缺陷,要求刃口上無毛刺。前、后刀面上的表面粗糙度應達到Ra<0.8~1.25μm。表面粗糙度值愈小,塗層的結合度愈好。此外,刀具表面的清洗質量也十分重要。
刀具基體材料 
  塗層刀具的基體材料與塗層材料應合理匹配,須根據不同的加工要求選用。塗層高速鋼刀具的基體,既可用W6Mo5Cr4V2(M2)的通用型高速鋼,也可用含鈷的超硬高速鋼和粉末冶金高速鋼(PM HSS)。因粉末冶金的基體均勻,故使用效果好。加工鈦合金時,推薦用含鈷超硬高速鋼如W2Mo9Cr4VCo8(M42)作為刀具的基體材料。對於塗層滾刀,當以正常切削速度(<45m/min)加工齒輪時,崩刃是滾刀磨損的主要原因,因此應選擇韌性較好的W6Mo5Cr4V2高速鋼作為刀具的基體材料;而在高速滾齒時(切削速度大於100m/min),月牙窪磨損是滾刀磨損的主要原因,因此應選用耐熱性和耐磨性較高的含鈷超硬高速鋼或CW9Mo3Cr4VN高速鋼為刀具的基體材料。 
  塗層硬質合金刀具的基體,在加工鋼材時,宜選擇加工鋼材的硬質合金,如WC-TiC-Co或WC-TiC-TaC-Co類合金(P30用得較多);加工鑄鐵和有色金屬時,宜選擇WC-Co類合金(K20用得較多)。 
  被加工材料的硬度及切削加工性,對塗層刀具的使用效果也有一定影響。試驗證實,塗層刀具最適於切削高硬度和耐磨合金一類難加工材料。
刀具的幾何角度 
  由於塗層的潤滑性好,所以塗層刀具工作時常會在工件表面上打滑,為此塗層刀具上的後角應比未塗層刀具的後角略大。實踐表明,對鉸刀等一類精加工刀具,加大後角後,可使刃口鋒利,切屑形成容易,打滑現象明顯減少,刀具的使用性能提高。
切削用量和切削液 
  為了充分發揮塗層刀具的性能,必須正確選用切削用量和切削液。塗層刀具由於耐熱性好,抗月牙窪磨損能力強,故可採用較大進給量和切削速度工作,但首先應選取較大進給量。通常塗層高速鋼刀具採用的進給量比未塗層刀具提高10%~100%,提高20%~30%的切削速度是合適的。為了提高工效,塗層硬質合金刀具也可採用比未塗層刀具高25%~70%的切削速度進行切削。目前,用塗層硬質合金通用刀具加工中碳結構鋼時的切削速度,立銑刀可達100~150m/min,鑽頭可達80~100m/min;絲錐加工鑄鐵為20~40m/min。 
  實踐證明,使用20號機械油加10%煤油冷卻時,可使塗層高速鋼鏜刀的壽命提高1~2倍。TiN塗層高速鋼滾刀加工20CrMnTi(197HBS)鋼製斜齒圓柱齒輪(模數m=5)時,使用20號機械油和煤油混合潤滑,刀具壽命可提高5倍左右,即使重磨后也可提高2~3倍,干切時壽命僅提高1倍。 
  塗層刀具使用時還要求機床的精度好、剛性高和振動小,刀具或刀片的夾持也應牢固。
塗層刀具的重磨和重塗 
  塗層刀具磨損后必須進行重磨。塗層刀具重磨時,須將刀具上的磨損部分全部磨掉。對於只需重磨前刀面的刀具(如拉刀、齒輪滾刀和插齒刀等)或只需重磨后刀面的刀具(如鑽頭和鉸刀等),若在其毗連切削刃的另一個刀面(如鑽頭的螺旋出屑槽)上的塗層未受損傷,刀具耐磨性即可提高。重新刃磨后的塗層刀具,其刀具壽命可達原來新塗層刀具壽命50%左右或更長,仍比未塗層刀具的壽命要高。 
  刃磨塗層硬質合金刀具所用砂輪可採用金剛石砂輪。但刃磨塗層高速鋼刀具時,用立方氮化硼(CBN)砂輪磨削有較好效果。刀具的磨損處應全部磨去,塗層不能剝落,又不能使刀具退火。 
  使用塗層刀具的一個重要問題是重磨后刀具切削性能恢復的問題,即刀具每次刃磨(開口)后可否再進行重複塗層(重塗)的問題。對於重磨的成形刀具,只有進行重塗,才能保證刀具的總壽命提高3~5倍以上。凡重塗刀具首先必須按工藝要求將各幾何參數磨好,其磨光部分不允許存在各種質量缺陷,如磨糊、毛刺等。重塗時可採用局部屏蔽技術只對刃磨面進行塗層。對於不採用屏蔽技術的重塗,在重塗4~6次后,刀具的非刃磨面的塗層厚度就會過大,從而影響刀具的精度和產生局部剝落現象,此時要對刀具進行脫膜處理后再重塗。重塗后的刀具切削性能一般不低於第一次新塗層刀具,刀具可重塗多次,直到報廢為止。 
  由上可知,重塗對提高刀具耐磨性和生產率是有很大潛力的。但重磨后是否要重塗,還要看該刀具在技術上可否重塗和在經濟上是否合算而定。

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