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刀具制造與磨削液的選用
時間:2019-10-18

為了適應加工的高精度化、高速化、自動化、多功能化和高生產率化,切削刀具要求有更高的強度和韌性,并具備長壽命、高可靠性、耐高溫、耐磨損、抗氧化和抗沖擊等特點。這對于切削刀具的設計和制造以及金屬加工液產品的研發和應用提出了新的要求。

磨削液選用

硬質合金刀具及其特點

目前各類刀具中應用最多的是硬質合金刀具。所謂硬質合金,即由碳化物(主要為碳化鎢WC、碳化鈦TiC、碳化鉭TaC和碳化鈮NbC)與金屬黏接劑鈷通過粉末冶金制成的合金。


由于硬質合金刀具材料本身硬度高,脆性大,導熱系數小,因而給刀具的刃磨,尤其是磨削余量較大的整體硬質合金刀具的刃磨帶來很大困難。其中包括:

①刀具材料硬度高,要求有較大的磨削壓力;②刀具材料導熱系數低,不允許產生過大的磨削熱量;③刀具材料脆性大,導致產生裂紋的可能性增大。


硬質合金刀具制造中磨削油液的選用

對于刀具制造商來說,在刀具制造過程中,除了需要考慮設備、砂輪等因素,還有一個不可忽視的問題,就是合理選擇磨削液與磨削油。


(1)磨削液的選擇。硬質合金材料本身硬度較高且脆性較大,磨削加工溫度可達1000℃左右,但產生的大量熱量中只有15%隨磨屑帶走,8%隨工件帶走。


對于應用于硬質合金刀具制造的磨削液,其應具備性能特點如下:

①較好的潤滑性能、極壓性能;

②優異的冷卻性能,可以及時沖走磨削產生的磨屑和砂輪磨損的砂粒;

③較好的抗泡性,有效保證冷卻性和清洗性;

④有效防止鈷的析出。


(2)磨削油的選擇。與磨削液相反,使用磨削油的首要目的不是為切削區域降溫,而是通過提供高潤滑性來減少熱量的產生。


通常對應用于硬質合金刀具制造的磨削油的要求如下:

①采用具有更高閃點和更低蒸發性的品質較好的基礎油,這樣在同等黏度條件下,可大大減少油品損耗,提高工作環境的整潔程度。


②磨削油具有合適的黏度,保證油品有優良的沖洗性能和沉降性能。

③磨削油采用合理的配方體系,如避免使用含硫和氯的極壓添加劑,防止磨削油對機床有色金屬部件產生腐蝕。

使用磨削油時的硬質合金刀具磨削加工現場如圖2所示。使用磨削油時的硬質合金鉆頭磨削加工現場如圖3所示。

磨削液加工現場

總結

目前刀具磨削的關鍵設備均是五軸磨床,但必須強調的是,磨削油/液的正確使用對于保證設備的生產效率非常重要。由于砂輪在高速高溫磨削中急劇升溫,熱量很難快速散出。只有依靠合適的磨削油/液才能夠讓磨削溫度保持在正常工作范圍內,從而降低砂輪損耗,延長使用壽命,同時保證刀具的質量。


部分客戶為了“節約成本”而使用普通磨削油/液進行冷卻,這不僅會使磨削過程中產生大量煙霧,還會影響刀具質量,并極大地縮短砂輪壽命,這是不可取的,客戶應根據砂輪類型、加工尺寸等因素來選擇合適的磨削油、液。

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