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新一代机械刀片牌号提高安全性和切削速度

新一代机械刀片牌号提高安全性和切削速度

用温轧低碳非合金钢在CNC车床上制造变速器鼓,并在接近最终形状的部件上,即在薄壁鼓的内、外径上进行半精加工和精加工切削。

瑞士霍尔德班克的Nachbur公司是一家专业的小零件加工工厂,主要使用瑞士式纵切机床。在这家公司加工的许多瑞士式部件中,有一种是用于小型液压泵的高合金钢阀锥,整个车削过程一气呵成,其中除了仿形车削外,还包括沿部件将直径缩小一半。

上述两种生产应用场合不仅加工条件不一样,而且工序、材料及机械刀片尺寸也都明显不同。然而它们有一点是相同的——都采用了同样的ISO P25涂层机械刀片牌号。

普通钢车削

上述示例在某种程度上表明了P25应用范围的广度。P25车削应用范围之宽广,对切削刀具要求之多,为其它加工所不及。这是指最广义上的普通车削。首先,钢材质多种多样,从非合金到高合金棒材,到各种锻钢和铸钢。操作类型从粗加工到精加工,操作条件有易有难。

另外,生产类型繁多,有单个部件生产、微型零件批量生产、巨型轧制,吃刀时间也有长有短,有或无冷却液供应等。

优化要求也是多种多样的,包括采取最高切削参数以达到最高生产效率、延长刀具寿命以提高安全性和对换刀的考虑等。

在P25车削中会发生各种形式的机械刀片磨损,从形成积屑瘤而导致工件材料粘结到切削刃塑性变形,从机械刀片涂层迅速剥落到机械刀片表面上形成月牙洼。

高要求

山特维克可乐满公司在英国的资深车削专家Paul Williams先生解释说,“P25牌号机械刀片往往需要首先接受对锻皮的初始切削,切削量有多有少,然后是进一步的高速切削。”长期以来,可乐满在应用成熟的GC4025机械刀片牌号方面拥有丰富的经验,该机械刀片多年来在P25牌号中处于领先地位,并且是许多加工车间执行钢车削加工的首选。Williams先生说,“例如,以一个飞机起落架的低合金主配件为例,其粗加工包括两道切深为8毫米的中等粗加工,然后是一道1毫米深的中间精加工,并保留下一道工序公差——整个加工过程都使用同一机械刀片。该机械刀片必须满足上述两项工序的不同要求,同时保持良好的切屑控制,而且还必须拥有40分钟以上的刀具寿命。”

GC4025机械刀片在上世纪九十年代末期推出,在多年分析和研究的基础上,其形态不断改进和完善。为使该牌号的机械刀片成为普通钢车削的主力机械刀片,研究人员掌握了它必须满足的各种应用场合要求,在形成清晰的概念之后,对此产品的数项牌号属性进行了改进。这是一项艰巨的任务,因为P25的应用场合要比P15精加工区域和P35粗加工区域多出约三分之一。

新型GC4225车削牌号较其上一代机械刀片更为多样化,能力也更强,可以在比从前更广的范围内由始至终采用P25牌号机械刀片(对于一次性加工零件频繁变化的机加工车间来说,这项优势尤其重要),但却不会降低其在大批量加工中实现更高金属去除率的能力。

有效控制磨损

山特维克可乐满瑞典公司新型GC4225牌号开发项目负责人Peter Littecke先生解释说,“由于P25的车削范围很宽广,我们正在考虑开发几种控制磨损的机制。最理想的情况是,在所有工序中机械刀片只应发生后刀面磨损,这是切削刃磨损较为‘自然’的方式,因此,也是最具可预测性的切削刃磨损。如今,许多磨损机制都在互相影响,从而就限制了刀具的有效寿命,并经常导致机械刀片过早地崩刃。”

他继续说,“GC4225牌号机械刀片的问世,使我们朝有效控制甚至完全抑制不希望的磨损类型迅速出现迈进了一大步。这样,后刀面磨损得到了更有效控制,而新型GC4225牌号机械刀片的寿命通常比旧版GC4025长一倍。这项开发的结果当然引起了用户的极大兴趣。”

这种可预测的后刀面磨损代替其它更具破坏性的磨损机制已呈现一种趋势,来自加工车间的测试报告也证实了这一点。在用于普通钢车削的可转位机械刀片方面,P25车削范围正在发生明显的更新换代。

范围宽广的解决方案

山特维克可乐满公司的一位对P25车削有着精深研究的开发专家Sigrid Surkamp先生介绍说,“将改进机械刀片韧性和耐磨性结合起来,当然有助于提高GC4225牌号在所有应用中的表现。新牌号极大改善了机械刀片的刀口安全性,原因之一是改善了涂层对机械刀片的粘力。在一些更苛刻的加工场合,如断续切削等,P25机械刀片的能力得到增强,其安全性也更高。另外,就机械刀片能力而言,刀刃抗变形的能力更强,机械刀片表面更不易形成月牙洼。”

由此看来,新型GC4225牌号不仅改善了P25应用范围中的表现性能,亦无疑正在逐步占领P15和P35应用范围中的市场份额。这种变化的一个例子是汽车曲轴加工。这是一项颇为困难的应用场合,通常刚好超出P25应用范围的极限。这些钢锻件经过车削加工,还需要进行间断切削。为确保安全和合理的刀具寿命,通常采用坚韧的P35牌号机械刀片(即采用GC4035)进行加工,刀具寿命为每切削刃44个零件。此场合也试用过GC4025牌号的机械刀片,结果显示,在刀具寿命内加工14个零件后,就必须更换机械刀片。而最近,又在这种应用场合对新研制的GC4225牌号机械刀片进行了测试,一个机械刀片可车削41个零件,而磨损程度低于P35牌号。

自然的首选

上述例子表明,新型P25牌号GC4225机械刀片的能力得到了改进,能够承受因工件材质而引起的各种变化和满足更严峻场合下所提出的更高操作要求,因此,具有更大的灵活性。另外,刀具寿命有更强的可预测性,使此机械刀片牌号应用更方便、更安全。新牌号机械刀片也更加耐用,部分原因是它的耐热性更好。因此,它更能满足各种优化要求,而且最重要的是,它更有助于在宽广的普通钢车削应用中提高生产效率。

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