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“木匠刀具涂層技能研討”
化學(xué)氣相堆積法(cvd)和物理氣相堆積法 (pvd)將較硬的資料涂到硬質(zhì)合金、髙速剛刀具外表,提髙刀具耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性等性能已在金屬
切削刀具中得到了充分的證實(shí),F(xiàn)在在發(fā)達(dá),涂層高速剛刀具的使用率已占金屬切削髙速剛刀具的50p%,涂層硬度合金刀片已占硬質(zhì)合金
轉(zhuǎn)位刀片的60p%。我國從八十年代初開端研 究涂層技能,八十年代中期涂層逐漸在工業(yè)生產(chǎn)中得到了使用,并開端從工業(yè)發(fā)達(dá)引入-的涂層設(shè)備和技能。
1.涂層高速鋼
由于cvd是一種高溫工藝,高速剛刀具經(jīng)涂層后需求從頭熱處理,這樣就會(huì)發(fā)作變形,降低刀具的精度。因此.高速鋼涂層常選用pvd涂層。
pvd法的堆積溫度低于髙速鋼回火溫度,可使預(yù)先經(jīng)熱處理的髙速剛刀具機(jī)械性能不受影響,還可防止刀具變形。高速剛刀具選用的pvd涂層辦法
包括多弧離子涂、空心陰極離子涂和陰極等離子涂技能。
髙速剛刀具常用涂層資料有tin和tic,實(shí)際使用證實(shí)tin涂層性能較為明顯,而tic是金屬成型東西、螺紋滾壓成型模具等作業(yè)外表的理想涂層。除此之外,還在研討開發(fā)ticn、crcn涂層材
料及tic-ticn、ti-tic-tin等復(fù)合涂層。我國開
發(fā)研討的(ti,ai)n新型涂層資料,其硬度和耐磨 性均高于tin涂層,由于(ti,ai)n與基體之間有一過渡層(a —ti fetd,因此使涂層與基體之間具有較強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度,提髙了涂層的耐磨性。
髙速剛刀具涂層目的是提髙刀具耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性。但tin和tic化學(xué)穩(wěn)定性并不令人滿意,tic涂層在300400c時(shí)就開端氧化,tin涂層在450 c以上時(shí)也開端氧化。
2.涂層硬質(zhì)合金
硬質(zhì)合金是由硬度和熔點(diǎn)都很髙的碳化物和金屬粘結(jié)劑組成,用粉末冶金工藝制成的。硬質(zhì)合 金的硬度-,可達(dá)hrc7482,耐磨性也較好,
-是耐熱性,它所答應(yīng)的作業(yè)溫度可達(dá)800‰1000c。因此,硬質(zhì)合金涂層既可選用cvd技能,也可選用pvd技能。等離子輔佐化學(xué)氣相堆積
(pcvd)利用cvd和pvd的利益,成功地用于硬質(zhì)合金涂層。由于涂層溫度(450650 c)低,在硬
質(zhì)合金基體與涂層資料之間不會(huì)發(fā)作分散、相變或 交流反響,因此基本上堅(jiān)持了刀片原有的韌性,具有-的切削性能。此外,硬質(zhì)合金刀具還可以采 用cvd和pvd聯(lián)合涂層辦法:經(jīng)cvd涂層后又
進(jìn)行pvd涂層。其間cvd涂層資料為tic和tin,主要目的是提髙刀片刃口的尖利性。
3.涂層木匠刀具
近來研討標(biāo)明tin涂層高速剛刀具在切削山毛櫸、棟木、云杉和翠柏時(shí),刀具耐磨性都有不同程 度的提高。但是,關(guān)于硬質(zhì)合金刀具而言,涂層后的
耐磨性,其成果比較復(fù)雜。在用tin涂層硬質(zhì)合金鋸齒時(shí),鋸齒的耐磨性僅有輕微的改進(jìn)。用a12os- tic復(fù)合涂層(cvd法)時(shí),也只有輕微的提髙(涂在鋸齒的前刀面,切削柏樹)。另一研討發(fā)現(xiàn),在銑
削刨花板時(shí),tin涂層硬質(zhì)合金刀具(cvd法)的耐磨性改進(jìn)甚微;tin涂層鋸齒前刀面,耐磨性有
些改進(jìn)。以上研討顯示?木匠刀具耐磨性和涂層的 關(guān)系并不能闡明涂層的真實(shí)價(jià)值。
在用pvd法涂層木匠刀具進(jìn)行切削試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)t!n涂層的碳化鎢硬質(zhì)合金鋸片(涂覆前齒面)鋸切硬質(zhì)纖維板時(shí),鋸齒磨損量降低了,但鋸切
刨花板、膠合板時(shí),卻沒有明顯的-性。
硬質(zhì)合金刀具通過涂層后,耐磨性之所以改進(jìn)不明顯,是因?yàn)榈毒呷锌卩徑耐繉淤Y料過早地脫落。cvd法涂層溫度較髙,導(dǎo)致在基體和涂層之間
構(gòu)成脆性的粘結(jié)相。在涂層剩余應(yīng)力及切削熱、切削力作用下,刃口上的涂層很快地脫落。和cvd法相比,pvd法涂層溫度低得多。因此,pvd法涂層的刀具,可獲得較好涂層結(jié)構(gòu)和髙的涂層硬度,刀具刃口尖利度也改進(jìn)了。此外,pvd法涂層刀具有較好抗龜裂的能力。
九十年代中期,研討人員在用pvd法涂層木匠刀具方面進(jìn)行了一些研討,從硬質(zhì)合金碳化物尺寸、粘結(jié)劑含量和涂層資料等方面進(jìn)行研討。碳化
物顆粒尺寸分別為0.8pm,1.7;im和1.7fxm,對應(yīng)的鈷含量分別為3%,4%,6%和10%。涂層資料為tin,tin-ticn-tin和tialn2,對應(yīng)的涂層厚度為3. 5/xm,5.5pm和3/im。涂在刀具的前刀面上。試驗(yàn)成果標(biāo)明三種涂層資料均出現(xiàn)涂層剝落,
但tin和tkn、cn)要比tialn2小得多,并且細(xì)顆粒和低含鈷量的刀具,耐磨性提髙了10%至30%。但關(guān)于含鈷量髙的刀具,涂層反而降低了耐磨性。研討還-涂層粘結(jié)強(qiáng)度是涂層脫落的致命因素。
數(shù)控加工中,刀具實(shí)踐地點(diǎn)的方位往往和編程時(shí)刀具理論上應(yīng)在的方位不同,這是咱們需求從頭依據(jù)刀具方位來修正程序,然而正如咱們知道的,修正程序是一件多么繁雜而易錯(cuò)的環(huán)節(jié),因而,刀具補(bǔ)償?shù)母拍罹蛻?yīng)運(yùn)而生。所謂刀具補(bǔ)償就是用來補(bǔ)償?shù)毒邔?shí)踐安裝方位與理論編程方位之差的一種功用。運(yùn)用刀具補(bǔ)償功用后,改動(dòng)刀具,只需求改動(dòng)刀具方位補(bǔ)償值即可,而不用修正數(shù)控程序。
刀具補(bǔ)償中咱們經(jīng)常用的有長度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償,一般初入數(shù)控職業(yè)的人很難嫻熟的運(yùn)用這兩種補(bǔ)償,下面咱們就這兩種補(bǔ)償辦法詳細(xì)講解一下。
一、刀具長度補(bǔ)償
1、刀具長度補(bǔ)償?shù)母拍?/p>
首先咱們應(yīng)了解一下什么是刀具長度。刀具長度是一個(gè)很重要的概念。咱們在對一個(gè)零件編程的時(shí)分,首先要質(zhì)定零件的編程中心,然后才能樹立工件編程坐標(biāo)系,而此坐標(biāo)系僅僅一個(gè)工件坐標(biāo)系,零點(diǎn)一般在工件上。長度補(bǔ)償僅僅和z坐標(biāo)有關(guān),它不象x、y平面內(nèi)的編程零點(diǎn),非標(biāo)刀具定做有名廠商,因?yàn)榈毒呤怯芍鬏S錐孔定位而不改動(dòng),關(guān)于z坐標(biāo)的零點(diǎn)就不一樣了。每一把刀的長度都是不同的,例如,咱們要鉆一個(gè)深為50mm的孔,然后攻絲深為45mm,非標(biāo)刀具,分別用一把長為250mm的鉆頭和一把長為350mm的絲錐。先用鉆頭鉆孔深50mm,此刻機(jī)床現(xiàn)已設(shè)定工件零點(diǎn),當(dāng)換上絲錐攻絲時(shí),假設(shè)兩把刀都從設(shè)定零點(diǎn)開端加工,絲錐因?yàn)楸茹@頭長而攻絲過長,損壞刀具和工件。此刻假設(shè)設(shè)定刀具補(bǔ)償,把絲錐和鉆頭的長度進(jìn)行補(bǔ)償,此刻機(jī)床零點(diǎn)設(shè)定之后,即使絲錐和鉆頭長度不同,因補(bǔ)償?shù)拇嬖冢谡{(diào)用絲錐工作時(shí),非標(biāo)鎢鋼打孔刀具定做,零點(diǎn)z坐標(biāo)現(xiàn)已主動(dòng)向z+(或z)補(bǔ)償了絲錐的長度,-了加工零點(diǎn)的正確。
2、刀具長度補(bǔ)償指令
通過履行含有g(shù)43(g44)和h指令來實(shí)現(xiàn)刀具長度補(bǔ)償,非標(biāo)刀具定做注意點(diǎn),一起咱們給出一個(gè)z坐標(biāo)值,這樣刀具在補(bǔ)償之后移動(dòng)到離工件表面距離為z的地方。別的一個(gè)指令g49是撤銷g43(g44)指令的,其實(shí)咱們不用運(yùn)用這個(gè)指令,因?yàn)槊堪训毒叨加凶约旱拈L度補(bǔ)償,當(dāng)換刀時(shí),運(yùn)用g43(g44)h指令賦予了自己的刀長補(bǔ)償而主動(dòng)撤銷了-把刀具的長度補(bǔ)償。
g43表明存儲(chǔ)器中補(bǔ)償量與程序指令的結(jié)尾坐標(biāo)值相加,g44表明相減,撤銷刀具長度偏置可用g49指令或h00指令。程序段n80 g43 z56 h05與中,假設(shè)05存儲(chǔ)器中值為16,則表明結(jié)尾坐標(biāo)值為72mm。
3、刀具長度補(bǔ)償?shù)膬煞N辦法
(1)用刀具的實(shí)踐長度作為刀長的補(bǔ)償(運(yùn)用這種辦法)。運(yùn)用刀長作為補(bǔ)償就是運(yùn)用對刀儀丈量刀具的長度,然后把這個(gè)數(shù)值輸入到刀具長度補(bǔ)償寄存器中,作為刀長補(bǔ)償。
運(yùn)用刀具長度作為刀長補(bǔ)償,能夠避免在不同的工件加工中不斷地修正刀長偏置。這樣一把刀具用在不同的工件上也不用修正刀長偏置。在這種情況下,能夠依照一定的刀具編號(hào)規(guī)矩,給每一把刀具作檔案,用一個(gè)小標(biāo)牌寫上每把刀具的相關(guān)參數(shù),包含刀具的長度、半徑等材料。這關(guān)于那些專門設(shè)有刀具管理部門的公司來說,就用不著和操作工面對面地通知刀具的參數(shù)了,一起即使因刀庫容量原因把刀具取下來等下次從頭裝上時(shí),只需依據(jù)標(biāo)牌上的刀長數(shù)值作為刀具長度補(bǔ)償而不需再進(jìn)行丈量。
運(yùn)用刀具長度作為刀長補(bǔ)償還能夠讓機(jī)床一邊進(jìn)行加工運(yùn)轉(zhuǎn),一邊在對刀儀上進(jìn)行其他刀具的長度丈量,而不用因?yàn)樵跈C(jī)床上對刀而占用機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刻,這樣可充分發(fā)揮加工中心的效率。這樣主軸移動(dòng)到編程z坐標(biāo)點(diǎn)時(shí),就是主軸坐標(biāo)加上(或減去)刀具長度補(bǔ)償后的z坐標(biāo)數(shù)值。
(2)運(yùn)用刀尖在z方向上與編程零點(diǎn)的距離值(有正負(fù)之分)作為補(bǔ)償值。這種辦法適用于機(jī)床只要一個(gè)人操作而沒有足夠的時(shí)刻來運(yùn)用對刀儀丈量刀具的長度時(shí)運(yùn)用。這樣做當(dāng)用一把刀加工別的的工件時(shí)就要從頭進(jìn)行刀長補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置。運(yùn)用這種辦法進(jìn)行刀長補(bǔ)償時(shí),補(bǔ)償值就是主軸從機(jī)床z坐標(biāo)零點(diǎn)移動(dòng)到工件編程零點(diǎn)時(shí)的刀尖移動(dòng)距離,因而此補(bǔ)償值總是負(fù)值而且很大。
二、 刀具半徑補(bǔ)償
1、刀具半徑補(bǔ)償概念
在概括加工時(shí),刀具中心運(yùn)動(dòng)軌道(刀具中心或金屬絲中心的運(yùn)動(dòng)軌道)與被加工零件的實(shí)踐概括要偏移一定距離,這種偏移稱為刀具半徑補(bǔ)償,又稱刀具中心偏移。
因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)控制的是刀具中心軌道,因而數(shù)控系統(tǒng)要依據(jù)輸入的零件概括尺度及刀具半徑補(bǔ)償值核算出刀心軌道。依據(jù)刀具補(bǔ)償指令,數(shù)控加工機(jī)床可主動(dòng)進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償。-是在手藝編程時(shí),刀具半徑補(bǔ)償尤為重要。手藝編程時(shí),運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償指令,就能夠依據(jù)零件的概括值編程,不需核算刀心軌道編程,這樣就-減少了核算量和出錯(cuò)率。盡管運(yùn)用cad/cam主動(dòng)編程,手藝核算量小,生成程序的速度快,但當(dāng)?shù)毒哂猩倭磕p或加工概括尺度與規(guī)劃尺度稍有偏差時(shí)或者在粗銑、半精銑和精銑的各工步加工余量變化時(shí),仍需作恰當(dāng)調(diào)整,而運(yùn)用了刀具半徑補(bǔ)償后,不需修正刀具尺度或建模尺度而從頭生成程序,只需求在數(shù)控機(jī)床上對刀具補(bǔ)償參數(shù)做恰當(dāng)修正即可。既簡化了編程核算,又添加了程序的可讀性。
刀具半徑補(bǔ)償有b功用(basic)和c功用(complete)兩種補(bǔ)償方式。因?yàn)閎功用刀具半徑補(bǔ)償只依據(jù)本段程序進(jìn)行刀補(bǔ)核算,不能解決程序段之間的過渡問題,要求將工件概括處理成圓角過渡,因而工件尖角處工藝性不好。而且編程人員必須事前估量出刀補(bǔ)后或許呈現(xiàn)的間斷點(diǎn)和交叉點(diǎn),并進(jìn)行人為處理,明顯添加編程的難度;而c功用刀具半徑補(bǔ)償能主動(dòng)處理兩程序段刀具中心軌道的轉(zhuǎn)接,可-依照工件概括來編程,因而現(xiàn)代cnc數(shù)控機(jī)床幾乎都采用c功用刀具半徑補(bǔ)償。這時(shí)要求樹立刀具半徑補(bǔ)償程序段的后續(xù)至少兩個(gè)程序段必須有值定補(bǔ)償平面的位移指令(g00、g01,g02、g03等),否則無法樹立正確的刀具補(bǔ)償。
2、刀具半徑補(bǔ)償指令
依據(jù)iso規(guī)則,當(dāng)?shù)毒咧行能壍涝诔绦蛞?guī)則的前進(jìn)方向的右邊時(shí)稱為右刀補(bǔ),用g42表明;反之稱為左刀補(bǔ),用g41表明。
g41是刀具左補(bǔ)償指令(左刀補(bǔ)),即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動(dòng)),刀具中心 軌道位于工件概括的左面,稱左刀補(bǔ)。
g42是刀具右補(bǔ)償指令(右刀補(bǔ)),即順著刀具前進(jìn)方向看(假定工件不動(dòng)),刀具中心軌道位于工件概括的右邊,稱右刀補(bǔ)。
螺紋加工常見問題及解決方案
1、主要原因
(1)車刀的前角太大,機(jī)床x軸絲桿空隙較大;
(2)車刀裝置得過高或過低;
(3)工件裝夾不牢;
(4)車刀磨損過大;
(5)切削用量太大。
2、解決方法
(1)減小車刀前角,修理機(jī)床調(diào)整x 軸的絲桿空隙,利用數(shù)控車床的絲桿空隙主動(dòng)補(bǔ)償功用補(bǔ)償機(jī)床x 軸絲桿空隙。
(2)車刀裝置得過高或過低:過高,則吃刀到一定-時(shí),車刀的后刀面頂住工件,增大摩擦力,甚至把工件頂彎,構(gòu)成扎刀現(xiàn)象;過低,則切屑不易排出,車刀徑向力的方向是工件中心,加上橫進(jìn)絲杠與螺母空隙過大,致使吃刀-不斷主動(dòng)趨向加深,從而把工件抬起,呈現(xiàn)扎刀。此刻,應(yīng)及時(shí)調(diào)整車刀高度,使其刀尖與工件的軸線等高(可利用尾座鼎尖對刀)。在粗車和半精車時(shí),刀尖方位比工件的中心高出1%d左右(d表明被加工工件直徑)。
(3)工件裝夾不牢:工件本身的剛性不能接受車削時(shí)的切削力,因而產(chǎn)生過大的撓度,改變了車刀與工件的中心高度(工件被抬高了),構(gòu)成切削-突增,呈現(xiàn)扎刀,此刻應(yīng)把工件裝夾牢固,可使用尾座鼎尖等,以添加工件剛性。
(4)車刀磨損過大:引起切削力增大,頂彎工件,呈現(xiàn)扎刀。此刻應(yīng)對車刀加以修磨。
(5)切削用量(主要是背吃刀量和切削速度)太大:依據(jù)工件5 導(dǎo)程巨細(xì)和工件剛性挑選合理的切削用量。
亂扣
1、毛病現(xiàn)象
當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí),工件未轉(zhuǎn)過整數(shù)轉(zhuǎn)而構(gòu)成的。
2、主要原因
(1)機(jī)床主軸編碼器同步傳動(dòng)皮帶磨損,檢測不到主軸的同步實(shí)在轉(zhuǎn)速;
(2)編制輸入主機(jī)的程序不正確;x軸或y軸絲桿磨損。
3、解決方法
(1)主軸編碼器同步皮帶磨損
由于數(shù)控車床車削螺紋時(shí),主軸與車刀的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是由機(jī)床主機(jī)信息處理中心發(fā)出的指令來操控的,車削螺紋時(shí),主軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變,x 或y 軸能夠依據(jù)工件導(dǎo)程巨細(xì)和主軸轉(zhuǎn)-調(diào)整移動(dòng)速度,所以中心有-檢測到主軸同步實(shí)在轉(zhuǎn)速,以發(fā)出正確指令操控x 或y 軸正確移動(dòng)。
如果體系檢測不到主軸的實(shí)在轉(zhuǎn)速,在實(shí)際車削時(shí)會(huì)發(fā)出不同的指令給x或y,那么這時(shí)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),刀具移動(dòng)的距離就不是一個(gè)導(dǎo)程,第二刀車削時(shí)螺紋就會(huì)亂扣。這種情況下,咱們只有修理機(jī)床,更換主軸同步皮帶。
(2)編制輸入的程序不正確
車削螺紋時(shí)為了避免亂扣,有--后一刀車削軌道要與-刀車削軌道重合,在普車上咱們用倒順車法來防備亂扣。
在數(shù)控車床上,咱們用程序來防備亂扣,就是在編制加工程序時(shí),咱們用程序操控螺紋刀在車削-刀后,退刀,使后一刀起點(diǎn)方位與-刀起點(diǎn)方位重合(相當(dāng)于在普車上車削螺紋時(shí),螺紋刀退回到-刀所車出的螺旋槽內(nèi)),這樣車出的螺紋就不會(huì)亂扣。
有時(shí),由于程序輸入的導(dǎo)程不正確(后一段程序?qū)С膛c-段程序?qū)С滩灰恢?,車削時(shí)也會(huì)呈現(xiàn)亂扣現(xiàn)象。
(3)x 軸或y 軸絲桿磨損-:修理機(jī)床,更換x 軸或z軸絲桿。
螺距不正確
1、主要原因
主軸編碼器傳送回機(jī)床體系的數(shù)據(jù)不經(jīng)確;x 軸或y 軸絲桿和主軸的竄動(dòng)過大;編制和輸入的程序不正確。
2、解決方法
(1)主軸編碼器傳送數(shù)據(jù)不經(jīng)確:修理機(jī)床,更換主軸編碼器或同步傳送皮帶;
(2)x 軸或y 軸絲桿和主軸竄動(dòng)過大:調(diào)整主軸軸向竄動(dòng),x 軸或y 軸絲桿空隙能夠用體系空隙主動(dòng)補(bǔ)償功用補(bǔ)償;
(3)檢視程序,務(wù)必使程序中的指令導(dǎo)程與圖紙要求一致。
牙型不正確
1、主要原因
車刀刀尖刃磨不正確;車刀裝置不正確;車刀磨損。
2、解決方法
(1)車刀刀尖刃磨不正確:正確刃磨和測量車刀刀尖角度,對于牙型角精度要求較高的螺紋車削,能夠用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械夾固式螺紋刀車削,或者把螺紋刀用磨床刃磨。
(2)車刀裝置不正確:裝刀時(shí)用樣板對刀,或者經(jīng)過用百分表找正螺紋刀桿來裝正螺紋刀。
(3)車刀磨損:依據(jù)車削加工的實(shí)際情況,合理選用切削用量,及時(shí)修磨車刀。
螺紋外表粗糙度大毛病剖析
1、主要原因
(1)刀尖產(chǎn)生積屑瘤;
(2)刀柄剛性不行,切削時(shí)產(chǎn)生轟動(dòng);
(3)車刀徑向前角太大;
(4)高速切削螺紋時(shí),切削厚度太小或切屑向傾斜方向排出,拉毛已加工牙側(cè)外表;
(5)工件剛性差,而切削用量過大;
(6)車刀外表粗糙度差。
2、解決方法
(1)用高速鋼車刀切削時(shí)應(yīng)下降切削速度,并正確挑選切削液;
(2)添加刀柄截面,并減小刀柄伸出長度;
(3)減小車刀徑向前角;
(4)高速鋼切削螺紋時(shí),終一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm,并使切屑沿筆直軸線方向排出;
(5)挑選合理的切削用量;
(6)刀具切削刃口的外表粗糙度應(yīng)比零件加工外表粗糙度值小2 —— 3 層次。
螺紋加工常見問題及解決方法
總歸,車削螺紋時(shí)產(chǎn)生的毛病形式多種多樣,既有設(shè)備的原因,也有刀具、操作者等的原因,在排除毛病時(shí)要具體情況具體剖析,經(jīng)過各種檢測和-手法,找出具體的影響要素,采納有效的解決方法。
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