金属加工前沿技术介绍

DFL,1,金属加工前沿技术介绍,DFL,2,主要内容,一、前言二、刀具材料三、刀具技术四、夹检具五、结束语,DFL,3,一.前言,1.1汽车零件材料钢、铸铁铝合金、镁合金（轻量化）1.2制造技术机床高速数控化单工序工序集中化环境更加注重节能、环保1.3刀具发展刀具材料高性能高速钢合金、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼表面处理技术单层、复合涂层切削技术干切、准干切单一功能复合功能（多刃复合刀具、重型切削）,DFL,4,2.1作为切削用刀具材料应具备的性能：,二.刀具材料,DFL,5,2.2各种工具材料的硬度及韧性的关系：,二.刀具材料,DFL,6,2.3各种刀具材料：2.3.1.碳素工具钢2.3.2.合金工具钢2.3.3.高速钢（于1906年发明至今已100多年的历史）2.3.4.硬质合金（于1926年由德国krupp公司发明至今80多年的历史）硬度合金大致分三大类：YG类、YT类、YW类1）合金晶粒度向超细化发展，目前国外晶粒度0.2m，国内0.5-2m2）合金材料应用通用化，钴领DK460UF可加工钢、铸铁、铝等各种材料的零件。,二.刀具材料,DFL,7,2.3.5.涂层刀具涂层刀具是在韧性较好的工具表面涂上一层耐磨损、耐熔着、耐反应的物质，使刀具在切削中同时具有既硬而又不易破损的性能，涂层技术发明上世纪50年代的苏联，实用于上世纪60年代的德国和瑞典，英文称谓为coatedtool。涂层方法分两大类：PVD物理涂层CVD化学涂层涂层材料常见的有：TiC、TiN、TiCN、Al2O3、TiAlN等,二.刀具材料,DFL,8,2.3.6.陶瓷工具以陶瓷作为切削工具的研究始于上世纪30年代，1947年以后，由前苏联的研究人员牵头，将其付诸于实用。陶瓷刀具基本上由三大类组成：、纯氧化铝Al2O3（白色陶瓷）、Al2O3TiC（黑色陶瓷）或添加SiCw（晶须）ZeO2（青色陶瓷）来增加韧性，以Si3N4为主体的陶瓷工具。特性：高硬度、高温强度好（2000下不会融溶）的特性，化学稳定性好，但韧性低。它相对于硬质合金，高速钢来说仍是极脆的材料，因此，多用于高速连续切削中，特别是铸铁的高速加工（500m/min左右），但在加工中陶瓷刀具易产生崩刃等损伤。,二.刀具材料,DFL,9,2.3.7.金属陶瓷工具金属切削加工用刀具的研究开发，总是在不断地追求硬度而自然而然遇到了韧性问题。金属陶瓷就是解决陶瓷刀具的脆性大而出现的。它于1956年由美国福特公司推出问世的，其材质为TiC（陶瓷）为基体，Ni、Mo(金属)为结合剂，故称金属陶瓷。金属陶瓷刀具最大的优点，在于其材质与被加工材料的亲和性极低，不易粘刀和积屑，使加工表面光洁平整。通过添加WC、TaC、TiN、TaN等异种碳化物,使其抗弯强度达到了硬质合金的水平,韧性得以提高,故被广泛应用。现在以TiCN作为基体在结合剂中渗入Co,通过控制烧结方法使强韧基材表面硬化（HV2300程度）的各种金属陶瓷刀具被广泛地运用。,二.刀具材料,DFL,10,2.3.8.CBNCBN立方氮化硼是加工铁系金属最硬的一种刀具材料，CBN刀具加工淬火钢、耐热钢，CBN切削普通灰铸铁，速度超过800m/min，CBN将是超高速加工用刀具材料的首选。2.3.9.PCD聚晶金刚石刀具1975年美国GE公司开发了用人造金刚石颗粒通过添加Co、硬质合金、NiCr、Si-SiC以及陶瓷结合剂在高温（1200以上）高压（3.5-5万大气压）下烧结成形的PCD工具,使其得到广泛的使用。金刚石刀具与铁系金属与板强的亲和力，与其他材料的亲和力很低，不易产生粘刀现象。,二.刀具材料,DFL,11,3.1滚刀等切齿刀具：3.1.1.切齿刀具中合金滚刀虽有应用，但在钢齿轮的加工中仍然普遍采用高速钢和高性能高速钢。3.1.2.滚刀多头化，带柄滚刀3.1.3.滚刀涂层：选用TiN、TiAlN复合涂层，但TiAlN等黑色复合涂层居多。,三.刀具技术,DFL,12,3.2拉削刀具：3.2.1.以HSS为主，M42为辅。3.2.2.拉刀大型化，结构复杂化。,三.刀具技术,DFL,13,3.3丝锥：3.3.1.以HSS为主，但在加工中心及专用机床上加工铸铁、铝件普遍采用合金丝锥。3.3.2.加工调质钢建议采用螺旋丝锥。,三.刀具技术,DFL,14,3.4滚丝轮：3.4.1.新材料、高强度滚丝轮。3.4.2.滚丝轮边扣倒圆角。,三.刀具技术,DFL,15,3.5孔加工刀具：3.5.1.加工中心及专用自动线上普遍采用合金、PCD和CBN专用刀具，25以上孔系普遍采用机夹刀具。3.5.2.孔加工刀具发展方向：高速、高精度复合刀具，内冷却刀具。,三.刀具技术,DFL,16,3.6机夹刀具：3.6.1.机夹可转位刀具朝着多功能、高性能、高效率、高复合性方向快速发展。3.6.2.刀具结构、冷却方式、柄部结构更适应高速切削的要求。,三.刀具技术,DFL,17,3.6.3.刀片刀片结构、涂层、精度等发展很快。粗加工刀片直接压制烧结，不经后序加工。刀片的形状及断屑槽形，根据需要专门设计。刀片涂层日新月异。,三.刀具技术,DFL,18,4.1刀柄技术：4.1.1.大量高速、高效，数控装备技术的应用要把开发新型刀柄和夹头作为高效、精密自动化刀具发展的重要组成部分。如HSK、ABS、BT等。4.1.2.世界知名夹具生产厂家和专业化程度较高的切削刀具生产厂家分别推出了高精度液压夹头，热座夹头，三棱变形夹头，内装动平衡机构刀柄，扭矩监控夹头等新型产品，夹紧精度高，定位精准，传递扭矩大，结构性能好，外形尺寸小，安全可靠。,四.夹检具,DFL,19,4.2智能检测技术：,四.夹