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    機床、刀具、切削參數對灰鑄鐵零件表面粗糙度都有很大影響
    發布單位:鄭州華菱超硬材料有限公司. 所屬類別: 行業信息 . 發布時間:2020/5/25. 點擊查閱: 168 次.

    表面粗糙度作為灰鑄鐵表面質量的一項重要衡量指標,不僅直接決定了灰鑄鐵零件的外觀精美程度,而且對機器的裝備質量及灰鑄鐵零件的使用壽命都有著很大的影響。本文著重從機床、刀具、切削參數三方面分析如何提高灰鑄鐵零件的表面粗糙度,資料由華菱超硬提供,分享給大家以供探討。

    1、機床對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響

     機床剛性差,主軸精度差,機床固定不牢固,機床各部件配合間隙較大等因素都會影響灰鑄鐵零件的表面粗糙度。

     舉個例子:如機床主軸跳動精度是0.002mm,也就是2微米跳動,那理論上是不可能加工出粗糙度會低于0.002mm粗糙度的工件,一般表面粗糙度Ra1.0的工件還可以加工出來。并且灰鑄鐵本身是鑄造件,就不會像鋼件一樣輕松加工出較高的表面粗糙度,再加上機床自身的條件差,更難保證表面粗糙度。

     機床剛性一般是出廠時就設置好的,無法修改,除了機床剛性外,還可調整主軸間隙,提高軸承精度等,使機床間隙變小,從而對灰鑄鐵零件在加工中獲得較高的表面粗糙度得到一定保障。

    2、切削刀具對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響

     刀具材料,幾何參數的選擇不恰當,刀具磨損等因素都會影響表面粗糙度。

     1)刀具材料的選擇

     當刀具材料與被加工材料金屬分子親和力大時,被加工材料容易與刀具粘結而生成積屑瘤和鱗刺,因此凡是粘結嚴重的,摩擦嚴重的,表面粗糙度就大,反之就小。同樣加工灰鑄鐵零件,硬質合金刀片很難達到Ra1.6的表面粗糙度,即使達到了,其刀具壽命也大打折扣,而BNK30牌號的CBN刀具則由于刀具材料摩擦系數低,優異的高溫熱穩定性和耐磨性,可在切削速度高出硬質合金幾倍的條件下,輕松加工出Ra1.6的表面粗糙度,同時刀具壽命是硬質合金刀具的幾十倍,表面亮度提高一個數量級。

    2)刀具幾何參數的選擇

    刀具幾何參數中對表面粗糙度影響較大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圓弧半徑re。當主、副偏角小時,已加工表面殘留面積的高度亦小,因而可減小表面粗糙度;副偏角越小,表面粗糙度越低,但減小副偏角容易引起震動,故減小副偏角,要根據機床的剛性而定。刀尖圓弧半徑re對表面粗糙度的影響:在剛度允許的情況下re增大時,表面粗糙度將降低,增大re是降低表面粗糙度的好方法。因此減少主偏角Kr、副偏角Kr’以及增大刀尖圓弧半徑r,均可減小殘留面積的高度,從而降低表面租糙度。

     華菱超硬刀具工程師說過“對于刀尖圓弧角的選擇建議依據加工工件的剛性和粗糙度要求選擇,如果剛性好,盡量選擇大的圓弧角,不但可提高加工效率,亦可提高加工表面光潔度;但鏜孔時或者切削細長軸或薄壁零件時因為系統剛性差,常選用較小的刀尖圓弧半徑”

        3)刀具磨損

     刀具的磨損分為三個階段:初期磨損、正常磨損和劇烈磨損。當刀具進入劇烈磨損階段,刀具后刀面磨損率急劇上升,系統又趨向于不穩定,振動隨之增大,表面粗糙度的變化幅度也急劇上升。

     在灰鑄鐵領域,很多零件都屬于批量生產,對其產品質量的一致性和生產效率要求較高,因此很多機加工企業不等到刀具達到劇烈磨損第三階段就選擇換刀,也稱之為強制換刀,機加工企業會對刀具進行反復測試,確定一個臨界點,在保證灰鑄鐵表面粗糙度要求和尺寸精度的情況下,又不影響整體生產效率。

    3、切削參數對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響

     切削參數選擇的不同,對表面粗糙度影響較大,應引起足夠的重視。精加工是保證灰鑄鐵零件表面粗糙度的重要工序,因此精加工時,切削參數應以保證灰鑄鐵零件表面粗糙度為主,并兼顧生產率和必要的刀具壽命。精加工的吃刀深度是根據加工精度和表面粗糙度要求,由粗加工后留下的余量確定的,一般吃刀深度控制在0.5mm以內。同時在機床剛性條件許可的條件下,可充分發揮刀具的切削性能,采用較高的切削速度對灰鑄鐵零件進行高速加工。

    4、其他因素對灰鑄鐵零件表面粗糙度的影響

     如灰鑄鐵零件自身存在一些鑄造缺陷,切削液選擇不合理,加工方式的不同等都會影響灰鑄鐵零件的表現粗糙度。

     華菱超硬刀具工程師說過,“除了機床,刀具,切削參數三大因素外,切削液,灰鑄鐵零件本身,加工方式等因素也對灰鑄鐵零件的表面粗糙度造成一定的影響,如車削、銑削、鏜削灰鑄鐵零件時,在機床,切削參數等因素都許可的條件下,華菱超硬CBN刀具亦可加工出Ra0.8的表面粗糙度,但對刀具壽命會有所影響,具體需要根據實際加工情況判斷”。

    5、總結

     鑒于表面粗糙度對機器零件使用性能有較為直接的影響,而實際生產中影響表面粗糙度的因素又是來自多方面的,因此應該全方面兼顧各種因素,對表面粗糙度根據需要提出比較經濟適用的要求。

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