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)

2、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

3、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（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 ＜《

4、冷加工 iww machnst. com. cn  2）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,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 l6O~2OOt,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

5、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.l~0.2；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25^40） 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

6、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/min? 2）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W0.5~R2mm）?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

7、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)可取較小的頂角 W-llO3）和修 短橫刃、修窄刃帶O」~0.2mm），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

8、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i^ifii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

9、度的增加，工件表面粗糙度值下降較明顯,在 =45~50m/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；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

10、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，min p 背吃刀蜀，mm f 進(jìn)給 M < nmi/i X、八z—分別為刀JI春命、背吃刀呈、進(jìn)給雖修止 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

11、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< V冷加工 2

12、007「如37 mvw. mKtwvst can. cn Culling Tools 機(jī)械加工中的鉆孔技巧 韓國(guó)YsxJ公司祿萬(wàn)植 Culling Tools Culling Tools 主軸功率P= 24480/ 鉆孔是機(jī)械加工中比較常見(jiàn)的一種工序，鉆孔的質(zhì) 雖與機(jī)床的功率、刀具的切削參數(shù)、冷卻壓力導(dǎo)多方面 因素相關(guān)，下面就從這些方面介紹一些在機(jī)械加工中的 鉆孔技巧. 1.確認(rèn)機(jī)床主軸功率、工件夾具及其切削載荷 是否合理 I）介理的機(jī)床功率是保證切削進(jìn)行下去的前提條 件，F(xiàn)式為主軸功率的計(jì)算公式.一些設(shè)佑即便主軸電 動(dòng)機(jī)功率強(qiáng)勁，但是

13、Z軸進(jìn)給41動(dòng)機(jī)的功率不足，這 時(shí)刀八進(jìn)給時(shí)就得不到充分的彈力，致使推厲控制能力 差,垃終導(dǎo)致斷刀。但即使機(jī)床的剛性、功率和同軸度 都很好，如果工件夾具設(shè)計(jì)的不合理或不牢靠,也會(huì)影 響鉆扎止常的進(jìn)行. 所以一定要提前確認(rèn)好上述這些狀態(tài)，特別在多軸 加工中，這些要索竝得格外垂要。 2.提高定位prfdrillinjr蒂度，減小偏心 4需j進(jìn)給、禹速度鉆頭何世Z曲的傳統(tǒng)的加匸方法 中,祁要先打中心孔.而現(xiàn)代高性能鉆頭,如YES鉆 頭，則設(shè)計(jì)成厚實(shí)的鉆心^eb）.以及橫刃小于0.4mm 的結(jié)構(gòu).這種結(jié)構(gòu)的鉆頭，在孔深至5倍直徑時(shí),不用 打中心孔,但是鉆超過(guò)5倍直徑的深孔時(shí)，仍需打中心 孔。任深

14、孔加匸中，下面的方法,將提供有益的殆助. Q）鉆中心孔時(shí)，要用相同f［徑的短柄鉆頭E度 最好小于3D）?如圖1所示,先鉆到一倍孔徑深的定位 中心孔紐驗(yàn)證明，繪理想的深度是一倍左右的孔徑）. 之后再用棵孔鉆,進(jìn)行加工時(shí)，這個(gè)一倍孔徑棵度的 孔，就起到了導(dǎo)向功能，致使深孔加工得到穩(wěn)定而良好 地完成。 Culling Tools 式中D—鉆頭克徑，mm f 進(jìn)給呈，mm/r v 切削速度.mm/min 人一附加切削丿J，N/min t 17 >mm( 1 X /))| 1 Culling Tools / 影響因子，/ = 0.7~0.85 2）在專機(jī)中，其

15、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 I Q）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，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 Tools Culling 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

16、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 Tools Culling Tools 200決肌期 乂衛(wèi)《冷■工 iww machnst. com. cn