有機(jī)玻璃的切削加工

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1、Culting Took刀 具有機(jī)玻璃的切削加工Culting Took刀 具Culting Took刀 具江西特康科技有限公司南昌330096） 萬(wàn)枝銘 朱敏生Culting Took刀 具Culting Took刀 具1. 引言山尸非金同材料具有一些優(yōu)于金同材料的獨(dú)特性 能，所以在現(xiàn)代工業(yè)特別足高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)里產(chǎn)生非常大 的作用,其應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用數(shù)雖都逐步擴(kuò)大.而有機(jī)玻 璃密度小,耐酸、耐堿，具有很好的絕綠性、透光性及 一定的耐磨性和自潤(rùn)性，可廣泛用于航空、醫(yī)療、化工 :俺域。召機(jī)玻矚制品的制造除了可以山接成形外，対 某卷兒何形狀、尺寸楮度和表iRi加工質(zhì)呈較崗的有機(jī)玻 璃制品,往往要進(jìn)行切

2、制加工。山于有機(jī)玻璃的物理、 力學(xué)性能與金同材料的物理、力學(xué)性能有很大的差異， 故有機(jī)玻璃加工時(shí)切削參如刀貝材料的選擇原則9金 屬林料郴比也冇較大的區(qū)別.木文通過(guò)分析有機(jī)玻璃的 性能特點(diǎn)及其對(duì)切削加工性能的影響及切削參數(shù)對(duì)工件 加工質(zhì)呈和刀JI 命的彫響，提出有關(guān)刀具參數(shù)的合理 選擇廉則.2. 性能對(duì)切削加工的影響（）熱性能的影響有機(jī)玻璃的導(dǎo)熱性差，導(dǎo)熱系 數(shù)般僅為金鳳的1/175- 1/450. E此切削過(guò)程中的故 熱條件很差,刀具與工件間因摩擦而產(chǎn)生的熱園很難山 匸件傳遞走，致使切削區(qū)形成局部禹沿導(dǎo)致力具擁?yè)p快 春金降低.冇機(jī)玻璃的熱膨脹系數(shù)大（般比金尿大 1.5-2倍）、玻璃化溫度Tt（

3、Y 100%：左右，切削區(qū)的局 部尙溫將使被加工寥件的體枳膨脹或?qū)Σ坎ＡЩ瘜?dǎo)致兀 尺寸特度及形狀楮度下降。同時(shí)零件的體枳膨脹加劇了 刀具與被加工零件之間摩擦熱的產(chǎn)生,引起切削隘度的 進(jìn)一步増崗，導(dǎo)致工件因過(guò)熱而燒焦或玻璃化造成廢 A.為避免上述惜況，應(yīng)該釆用爭(zhēng)熱系數(shù)較高的刀具材 料，捉啟J八散熱的比例：采川較様利的刀八并以較小 的背吃刀顯進(jìn)行切削，來(lái)堿小切削熱的產(chǎn)生：或在加工 過(guò)程中采用冷卻劑壓縮空氣、冷卻水等）加快切削熱 的傳遞.% 20071：6門匕抵 冷加工iww machnst. com. cn2）脆性的影響有機(jī)玻璃力學(xué)性能特征基本匕械 硬rtj脆的型料，II熱塑性塑料,遇熱后即軟化,

4、冷卻 時(shí)又因此，在切網(wǎng)有機(jī)玻璃時(shí)，由于摩擦 導(dǎo)致工件發(fā)熱,使其具有定的聲性,從而形成帶狀切 屑，直切削過(guò)程與切削現(xiàn)性金屬類似.3. 刀只材料的選擇仔機(jī)玻璃屬于熱塑性飆料，其熔點(diǎn)低，熔點(diǎn)范皿在 l6O2OOt,玻璃化溫度僅為105t.因此對(duì)切削熱較 敏感。在切團(tuán)過(guò)程中當(dāng)切削熱度過(guò)離時(shí)，加工表面極易 產(chǎn)生熔結(jié)現(xiàn)彖：而且有機(jī)玻璃在切削時(shí)被切屑帶走的切 削熱很少.主要山丿jh和切削液散熱，歷以工件和丿jh 聚集著很高的切削熱.這對(duì)刀具使用壽命、產(chǎn)品表而粗 糙度是非常不利的，特別是在高遠(yuǎn)切削和深孔加工等工 作條件惡劣時(shí)彫響更大.高速鋼或碳索工具鋼是通常采用的經(jīng)濟(jì)羽刀H材 料，這兩種材料的刀幾崔刃卵時(shí)易獲

5、紂較為僅利的切削 刃,如在刃唐后對(duì)前、后刀面進(jìn)行研辭,使其達(dá)到鏡而 a=0.l0.2；im），町以避免山材料的軟化，造成材 料的涼抹現(xiàn)彖.以影響農(nóng)面的光滑程度并有時(shí)使已加工 表面產(chǎn)生裂紋.4. 刀H處度的選擇在切削有機(jī)玻璃時(shí),切削力是隨切削速度、背吃刀 顯和丿前和的變化而變化，其中切削力與背吃刀顯成 正比.O前加在切削時(shí)適當(dāng)?shù)倪x用人前角2540） 可以誠(chéng)小材料變形及切削熱的產(chǎn)生，以提高刀具壽命. 加工時(shí)合理的前角如附圖所示.圖中實(shí)心點(diǎn)切削速度為 0.8mn/min，竊心點(diǎn)切削速度為0.2mm/min2）后角根據(jù)背吃力駅或進(jìn)給呈選擇合理的后角 6。） 股背吃刀雖與后角成反比例關(guān)系，但在保 證刀具

6、強(qiáng)度的請(qǐng)況下盡駅取大值.以減小后刀曲的擺損提高刀具碧命及對(duì)已加工面的摩擦：同時(shí)在工藝系統(tǒng)剛 性較差時(shí).可減小或消除切削時(shí)的振動(dòng).在特車時(shí),車 刀可以增加到妙左右。卄吃刀ap n.m加時(shí)介理的前角8）主偏角、制偏角和過(guò)渡刃 選用較人的上偏角 階贈(zèng)）同時(shí)修曆圓弧形過(guò)渡刃W0.5R2mm）誠(chéng) 小徑向切削力避免已加工|61產(chǎn)生抖紋和提崗刀尖強(qiáng)度, 改善散熱條件：修飾圓弧形過(guò)渡刃可減小已加匸而的 R建。剛偏角則按粗加工選用大、特加工時(shí)選用小的 廉則來(lái)選擇.的刃傾和 選用止刃傾角 斷妙）來(lái)控制切 畀不流向已加工面的表面,以避免切眉擦傷已加工面的 農(nóng)而，同時(shí)可以減小材料變形及切削熱的產(chǎn)生。5）鉆孔加T.時(shí)可

7、取較小的頂角 W-llO3）和修 短橫刃、修窄刃帶O0.2mm），頂角修1618弧修光 刃.5. 切削參數(shù)的合理選擇實(shí)際生產(chǎn)中提島加工質(zhì)呈、降低加工成本或提拓生 產(chǎn)率三者之間往往是彼此關(guān)聯(lián)的.當(dāng)工件材料、刀具、 機(jī)床都確定后，切削參數(shù) 即切削速度、進(jìn)給雖、背吃 刀敏）的介理選取對(duì)提筒生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、保 證孝件的加工質(zhì)筮及必婆的刀具妤命具有重要的盤義。I）切削速度在切削工程卿料時(shí).提高切刊速度 可以縮短切削時(shí)間、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,且切削力變化不 大，但切削速度的增加會(huì)使刀H后刀而與已加工衣而之 間的慄擦加劇，單位時(shí)間內(nèi)的條擦功和彈性變形功也增 大,導(dǎo)致切削熱增加。山J工件的導(dǎo)熱系數(shù)低、故熱

8、條 件差，切削熱的增加會(huì)使切削區(qū)的溫度急劇升高，導(dǎo)致 工件衣血燒他或分解；同時(shí)山機(jī)玻璃的熱膨脹系數(shù) 較高將使T件產(chǎn)生熱變形.這樣將造成工件的加工梢度 與加iifii質(zhì)最下降，同時(shí)刀尖會(huì)因無(wú)法承受切削高溫 而發(fā)生燒蝕或急劇燈攬。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)切M速度在某一范國(guó)內(nèi)時(shí)，切削速度 對(duì)工件表面粗極度也有定的形響.在低速范國(guó)內(nèi)隨著 切削速度的增加，工件表面粗糙度值下降較明顯,在 =4550m/minBj,衣血fil糙度值&達(dá)到繪小值，Z后 隨著的増加，乳也增大：而當(dāng)高速切削（100 l50ni/imn）時(shí)，切削速度對(duì)衣llliHl糙度值兒的影響比 較小.從上述分析可以看出，崗速切削對(duì)匸件加工質(zhì)雖與 7J1U

9、；命的彫響很人，但對(duì)衣面粗糙度和切削力的彫響 較小.為了提崗勞動(dòng)生產(chǎn)專、降低生產(chǎn)成本、保證必要 的加二質(zhì)雖與刀具妤命，應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)較島的丿J具材 料,目前常用的刀具材料有高速傍、硬質(zhì)合金、金剛 石、網(wǎng)瓷等。聚佔(zhàn)金剛石PC1）材料具有禹導(dǎo)熱系數(shù)、 高硬復(fù)、島耐炳性及低摩擦系數(shù).適用TT程蜩料的高 速切刖.陶瓷材料雖然具有優(yōu)良的耐幣性、耐熱性等, 但腕性大、導(dǎo)熱系數(shù)低，使用上受到定的限制。使用 不同的刀具材料切削有機(jī)玻璃時(shí)，可按下式計(jì)算繪伐切 削速反：yc、K2%y 式中C、刀典材料修|E系數(shù)T刀具君命，minp背吃刀蜀，mmf 進(jìn)給 M nmi/iX、八z分別為刀JI春命、背吃刀呈、進(jìn)給雖修止

10、 指數(shù)AP K.分別為壽命修止系數(shù)、加工類型修止系數(shù)2）進(jìn)給屋和背吃刀雖進(jìn)給蜀和背吃刀斎的增加 不僅可以編短切削時(shí)間、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,而且增加了 切削層面積和故熱體積,從而改善了切和區(qū)的散熱條 件，所以進(jìn)給雖和背吃刀呈的増加對(duì)切削溫度的影響不 大同時(shí),實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)進(jìn)給量和育吃刀量的取值范10 不同時(shí),刀具睹損盤也不同.租加工時(shí)為了提高勞動(dòng)生 產(chǎn)率及保證一定的刀具4命，可取較人的進(jìn)給雖。另一 方而，進(jìn)給員增加也會(huì)使工件表獅殘圖面積増大，造成 表面粗糙度兒值增加，同時(shí)山切削圮面積的增加, 切訊刀也會(huì)明顯增加，所以帝加T時(shí)般應(yīng)取較小的進(jìn) 給昴。同時(shí)在切削有機(jī)玻璃時(shí).背吃刀顯対切削力影響 最大.山丁工

11、程眾料的州性模量較大，當(dāng)切削力較大 時(shí)，刀具走過(guò)后工件會(huì)產(chǎn)生回彈,造成工件變形血當(dāng)響 加工質(zhì)星因此，任實(shí)際生產(chǎn)中嬰根據(jù)不同的加工將度 介理連擇背吃刀吊.Culting Took刀 具Culting Took刀 具*抵mm( 1 X /)|1Culling Tools/影響因子，/ = 0.70.852）在專機(jī)中，其進(jìn)給控制，通常采用氣壓或液壓 系統(tǒng)，但應(yīng)注意：在氣壓系統(tǒng)中.往往遷到由于空氣壓力不足、進(jìn)給壓力不夠，廿致工作不良的情況.雖撚液 壓系統(tǒng)比氣壓系統(tǒng)穩(wěn)定,但往往又遇到壓力不穩(wěn)定,導(dǎo)M IQ）用傳統(tǒng)方法鉆中心孔的注意弔項(xiàng)et：這種定位孔，用硬質(zhì)合金鉆頭，進(jìn)行高速加工 中,極為容易發(fā)生偏心，

12、見(jiàn)圖2a主:針對(duì)這種定位孔，便用硬質(zhì)合金鉆頭時(shí)，在前Culling Tools致進(jìn)給不均勻.Culling ToolsCulling Tools&結(jié)論O在切別有機(jī)玻璃時(shí).切削速度對(duì)工件加工質(zhì)朮 和刀具痔命序響最大。離速切削臺(tái)機(jī)玻璃時(shí)，由于材料 導(dǎo)熱系數(shù)低、就熱條件差.為避免切削溫度急劇升窩影 響工件的加工質(zhì)i和刀具壽命，應(yīng)釆用導(dǎo)熱系數(shù)較高的 刀具材料同時(shí)采用冷卻劑如壓編空氣）進(jìn)行冷卻.2）進(jìn)給呈和背吃刀顯對(duì)切削溫度的彭響較小。著進(jìn)結(jié)昴和背吃刀戰(zhàn)的増加刀具壽命將有所增加.背吃 刀雖對(duì)切削力序響最人，山于有機(jī)玻璃的彈性模雖較 大,當(dāng)切削力較大時(shí),加工后工件會(huì)產(chǎn)生冋禪，造成工 件變形而形響加工質(zhì)箍。因此，應(yīng)根據(jù)不同工件加匸娶求介理選擇背吃刀雖。牧稿口期：20070213）Culling ToolsCulling Tools200決肌期乂衛(wèi)冷工iww machnst. com. cn