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一、 刀具材料
在刀具修磨中常見的刀具材料有:高速鋼(HSS)、粉末冶金高速鋼(PM-HSS)、硬質(zhì)合金(HM)及PCD、CBN、金屬陶瓷等超硬材料。高速鋼刀具鋒利、韌性好,硬質(zhì)合金刀具硬度高但韌性差。硬質(zhì)合金刀具的密度明顯大于高速鋼刀具。這二種材料是鉆頭、絞刀、銑刀和絲錐的主要材料。粉末冶金高速鋼的性能介于上述二者材料之間,主要用于制造粗銑刀和絲錐。
高速鋼刀具因材料韌性好,故對碰撞不太敏感。但硬質(zhì)合金刀具硬度高而脆,對碰撞很敏感,刃口易蹦。所以,在修磨過程中,必須對硬質(zhì)合金刀具的操作和放置十分小心,防止刀具間的碰撞或刀具摔落。
由于高速鋼刀具的精度大多相對較低,其修磨要求也不高,再加上其價格也不高,所以,許多制造廠自己設(shè)刀具車間對其進行修磨。但硬質(zhì)合金刀具則往往需要送到專業(yè)修磨中心進行修磨。根據(jù)阿諾刀具修磨中心的統(tǒng)計,送修刀具中80%以上是硬質(zhì)合金刀具。
二、刀具磨床
由于刀具材料很硬,所以,一般只能采用磨削來改變其外形。在刀具的制造、修磨中常見的刀具磨床有以下幾種:
1.磨槽機:磨鉆頭、立銑刀等刀具的槽或背。
2.磨頂角機:磨鉆頭的錐形頂角(或稱偏心后角)。
3.修橫刃機:修正鉆頭的橫刃。
4.手動萬能刀具磨床:磨外圓、槽、背、頂角、橫刃、平面、前刀面等。常用于數(shù)量少、形狀復(fù)雜的刀具。
5.CNC磨床:一般是五軸聯(lián)動,功能由軟件確定。一般用于修磨數(shù)量大、精度要求高、但不復(fù)雜的刀具,如鉆頭、立銑刀、鉸刀等。這類磨床的主要供應(yīng)者來自德國、瑞士、美國、澳大利亞和日本。
三、砂輪
1.磨粒
不同材質(zhì)的砂輪磨粒適合于磨削不同材質(zhì)的刀具。刀具的不同部位需要使用的磨粒大小也不同,以確保刃口保護和加工效率的最佳結(jié)合。
氧化鋁:用于磨HSS刀具。砂輪價廉,易修正成不同的外形用于修磨復(fù)雜的刀具(剛玉類)。
碳化硅:用于修正CBN砂輪和金剛石砂輪。
CBN(立方碳化硼):用于磨HSS刀具。價高,但耐用。
國際上,砂輪用B來表示,如B107,其中107表示磨粒直徑的大小。
金剛石:用于磨HM刀具,價高,但耐用。砂輪上用D來表示,如D64,其中64表示磨粒直徑的大小。
2.形狀
為了方便磨削刀具的不同部位,砂輪應(yīng)有不同的形狀。最常用的有:
平行砂輪(1A1):磨頂角、外徑、背等。
碟形砂輪(12V9, 11V9):磨螺旋槽、銑刀的主、副切削刃,修橫刃等。
砂輪經(jīng)過一段時間的使用后需要修正其外形(包括平面、角度及圓角R)。砂輪必須經(jīng)常用清理石把填充在磨粒間的切屑清理掉以提高砂輪的磨削能力。
四、修磨標準
是否擁有一套好的刀具修磨標準是衡量一個修磨中心是否專業(yè)的標準。修磨標準里,一般規(guī)定了不同刀具在切削不同材料時其切削刃的技術(shù)參數(shù),包括刃傾角、頂角、前角、后角、倒刃、倒棱等等參數(shù)(在硬質(zhì)合金鉆頭中,使刀刃鈍化的工序叫“倒刃”,倒刃的寬度與被切削材料有關(guān),一般在0.03-0.25Mm之間。在棱邊上(刀尖點)倒角的工序叫“倒棱”。每個專業(yè)公司都有自己多年總結(jié)而得的修磨標準。
HM鉆頭與HSS鉆頭的區(qū)別:
HSS鉆頭:頂角一般是118度,有時大于130度;刀刃鋒利;對精度(刃高差、對稱度、周向跳動)要求相對低。橫刃有多種修法。
HM鉆頭:頂角一般為140度;直槽鉆常常為130度,三刃鉆一般為150度。刀刃和刀尖(棱邊上)不鋒利,往往被鈍化,或稱倒刃和倒棱;對精度要求高。橫刃常被修成S-形,以利于斷屑。
后角:
刀刃的后角對刀具而言十分重要。后角太大,刃虛易蹦、易“扎刀”;后角太小,則摩擦太大、切削不利。
刀具的后角隨被切削材料和刀具種類、刀具直徑的不同而不同。一般而言,后角隨刀具直徑的變大而減小。另外,被切削材料硬,則后角小些,否則,后角大些。
五、刀具檢測設(shè)備
刀具檢測設(shè)備一般分三類:對刀儀、投影儀和萬能刀具測量儀。對刀儀主要用于加工中心等數(shù)控設(shè)備的對刀準備(如長度等),也用來檢測角度、半徑、階梯長等參數(shù);投影儀的功能也是用來檢測角度、半徑、階梯長等參數(shù)。但上述二者一般不能測量刀具的后角。而萬能刀具測量儀則可以測量刀具的絕大部分幾何參數(shù),包括后角。
所以,刀具專業(yè)修磨中心則必須配備萬能刀具測量儀。但這種設(shè)備的供應(yīng)商不多,市場上有德國的和法國的產(chǎn)品。
六、修磨技工
最好的設(shè)備也需要人員操作,修磨技工的培訓(xùn)自然是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。由于我國的刀具制造業(yè)相對落后,加上職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的嚴重匱乏,刀具修磨技工的培訓(xùn)只能由企業(yè)自己解決。
由于刀具修磨業(yè)的特殊性,阿諾公司借鑒德國的技工培訓(xùn)方法并根據(jù)自己多年的經(jīng)驗制訂出了一套刀具修磨技工技術(shù)等級的評價標準。修磨技工的技術(shù)等級分為八級,八級為最高。一個技校畢業(yè)生在阿諾公司經(jīng)過半年的培訓(xùn)和實踐一般能達到三級技工水平。
七、結(jié)束語
有了修磨設(shè)備、檢測設(shè)備等硬件和修磨標準、修磨技工等軟件后,精密刀具的修磨工作就可以開始了。由于刀具應(yīng)用的復(fù)雜性,專業(yè)修磨中心必須根據(jù)被修磨刀具的失效形式及時修整修磨方案,并跟蹤刀具的使用效果。一個專業(yè)的刀具修磨中心也必須不斷的總結(jié)經(jīng)驗,才能把刀具修磨得更好、更專業(yè)!