加工中心是高度机电一体化的产品,工件装夹后,数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等,可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序,因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间,对加工形状比较复杂,精度要求较高,品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。但是由于一些因素的影响,加工中心的效率会受到影响,那么如何提高加工中心的加工效率呢?下面我们来说一下刀具的使用对切削效率的影响。
1.选择性能好的刀具材料:在数控机床切削加工中,金属切削刀具的作用不亚于瓦特发明的蒸气机。制造刀具的材料必须具有很高的高温硬度和耐磨性,必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性,良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等),并不易变形。目前国内外性能好的刀具材料主要有:金属陶瓷、硬质合金涂层刀具、陶瓷刀具、聚晶金刚石(pcd)和立方氮化硼(cbn)刀具等。它们各具特点,适应的工件材料和切削速度范围各不相同。cbn适用于切削高硬度淬硬钢和硬铸铁等,如加工高硬钢件(50~67hrc)和冷硬铸铁时主要选用陶瓷刀具和cbn刀具,其中加工硬度60~65hrc以下的工件可用陶瓷刀具,而65hrc以上的工件则用cbn刀具进行切削;pcd适用于切削不含铁的金属,及合金、塑料和玻璃钢等,加工铝合金件时,主要采用pcd和金刚石膜涂层刀具;碳素工具钢和合金工具钢现在只用作锉刀、板牙和丝锥等工具。
2.加快涂层技术的开发:刀具涂层技术自从问世以来,对刀具性能的改善和加工技术的进步起着非常重要的作用,涂层刀具已经成为现代刀具的标志,在刀具中所占比例已超过50%。在21世纪初,涂层刀具的比例将进一步增加,有望在技术上突破cbn涂层技术,使cbn的优良性能在更多的刀具和切削加工中得到应用(包括精密复杂刀具和成形刀具),这将全面提高加工黑色金属的切削水平。硬质合金涂层刀具(如涂层tin、tic、ticn、tiain等)虽然硬度较高,适于加工的工件范围广,但其抗氧化温度一般不高,所以切削速度的提高也受到限制,一般可在400~500m/min范围内加工钢铁件,而al2o3涂层的高温硬度高,在高速范围内加工时,其耐磨性较tic、tin涂层都好。
此外,纳米级超薄超多层和新型涂层材料的开发应用的速度将加快,涂层将成为改善刀具性能的主要途径。
刀具的性能直接影响着加工中心的效率,使用要从根本上解决这个问题,就需要注重刀具的开发使用。
