陶瓷刀具切削的7个技巧：看完速度收藏

陶瓷刀具需要不同的思维方式，并愿意调整考虑硬质合金的刀具路径。


对于某些工厂来说，插入硬质合金刀具的灵活性可能太好了。“碳化物安全且易于使用，” NTK切削刀具的工程和市场经理Steven Howard说。问题在于，性能较好的选项很容易被忽略，或者更糟糕的是，由于错误的原因而被取消。他说：“我听到很多人说，'我们尝试了陶瓷切割工具，但没有用。' “大多数时候是因为他们犯了错误。”

陶瓷刀具切削的7个技巧：看完速度收藏

霍华德先生解释说，与硬质合金相比，陶瓷工具需要更多的照顾。它们根据根本不同的原理进行操作。然而，新手为这些工具编写的CAM程序通常显示出在绘制工具运动或选择参数（例如进给，速度和切削深度）的方法上没有区别。在这些情况下，结果往往令人难以理解。


同时，他说陶瓷镶刀的应用正在扩展。曾经主要用于航空航天零件的，掺有镍，钴和钛等金属的耐热合金现在在汽车和能源行业中越来越普遍。这种材料是陶瓷的理想选择。在最近的一种情况下，在使用Inconel 718镶嵌的油田管道上不再使用硬质合金，将NTK客户的周期时间从一个半小时缩短到了不到四分钟。陶瓷还可用于硬化钢和铸铁等材料。


简而言之，许多制造商有充分的理由考虑（或重新考虑）陶瓷切削刀具。但是，如果程序员坚持盲目地采用他们一贯的相同策略，陶瓷工具就不可能发挥其全部潜力。根据最近与霍华德先生的对话，这里有七个提示供那些考虑试用或重新评估陶瓷工具的人使用：


提示1：优先处理表面速度


霍华德说：“遇到问题时，放慢脚步是人的天性。” “就像您在崎岖不平的道路上行驶一样，我们都会做到。但这是陶瓷工具的一个大错误。”


这些刀具渴望表面速度。更具体地说，它们渴望热量。与碳化物的剪切作用相反，陶瓷使工件材料熔化。我们的目标不是在产生热量的情况下产生切屑，而是在温度超过1200ºF的切削区域产生强烈的压力。


陶瓷刀片缺乏像钴这样的粘结剂材料，因此专门设计来承受这种发热压力。刀片通常较厚，断屑槽几乎不存在。如果应用允许，则较大的圆角半径是首选。霍华德说：“我们通常试图将势力推向嵌件的中间。”


运行速度是硬质合金刀具的8到10倍，这可能会令人恐惧-尤其是在切削区域吐出发红甚至发白的切屑时-但保持速度至关重要。无法保持每分钟足够的表面英尺（sfm），或谨慎地加快速度，切割会变成机械现象。切削速度和刀具寿命受到影响。


提示2：保持联系


中断切割对陶瓷不利，因为从工件上脱开可使工具冷却。当无法避免中断时，程序员应该坚持到底，而不要像硬质合金那样谨慎行事。实际上，程序员应努力保持刀具与工件的接触，以进行尽可能多的操作，尤其是铣削时。


提示3：快速喂食


高主轴转速是确保足够的sfm的明显要求。积极的进给速度也是理想的，尽管出于不同的原因（可能与直觉不同）：可以防止工具磨损。“刀片完成的旋转次数越少，持续的时间就越长。您不想放弃尝试并保护它，”霍华德先生说。如果由于其他原因（例如急转弯）而必须降低进给速度，则程序员应努力使主轴速度（因此，sfm）保持尽可能高。


提示4：在角落时要小心


陶瓷的硬度和由此产生的耐热性要付出代价：脆性。即使使用坚固的刀片，一般的规则是将角落的进给速度降低一半。当插入件的较大部分与材料接合时，该策略可以防止额外的压力。


尖角和菱形插入点需要特别注意。霍华德说，为硬质合金开发的刀具路径可能只是简单地将刀片绕90度转角驱动，而在这种范围内使用陶瓷刀具很可能会损坏它。相反，首选方法（如上图所示）是首先沿着一面墙切割，拉开，然后接合另一面墙，然后沿相反方向进给（在这种情况下，将工具从材料上移开并允许其略微冷却比使其承受可能使其破裂的力更可取）。切口应保持在切刀半径的45度标记以下，以最大程度地减少开槽并在两个方向上进给。


提示5：圆形锋利的边缘


即使在拐角和其他几何形状要求更薄，更脆的刀片时，NTK通常也建议使用轻微的T形刃口或磨边。特别是对于耐热合金，此类特征可减少缺口，剥落和堆积边缘。


该建议不仅适用于插入内容。程序员还应注意在开始加工之前，要弄圆切刀进入或离开工件的区域。否则，刀片可能会碎裂或破裂。


提示6：变浅


鉴于普遍存在较大的圆角半径，机械师可能会倾向于使用这种较脆的材料将其切得太深。霍华德说：“他们会打断刀片，然后说，'陶瓷不起作用'，但实际上它们已经使它负担过重了。”


这种情况在车削操作中特别常见。圆形刀片可以利用切屑变薄，这种现象会降低切削压力，并且在铣削三角形或菱形刀片时更常见。霍华德先生解释说：“使用圆形刀片，切深越小，切屑薄化所带来的好处就越大。” “当您超过一定的切削深度时，刀片的前部不再变薄。全力以赴。”


提示7：变化的切削深度


其他刀片形状的建议也有所不同。例如，对于三角形或菱形刀片的粗车削，可能建议进行更深的切削。无论应用程序的具体细节如何，程序员都应确保每次通过都改变切削深度。刀片上磨损位置的相应变化减少了开槽和工具过早失效的机会。沿相同方向斜切可提供相同的效果。


这项工作值得


上面的列表绝不是全面的。但是，它说明了程序员对硬质合金的适应程度，需要在不同程度上思考如何使用陶瓷工具。换种方式思考可能会使程序员减少对硬质合金工具开发的自动化CAM软件功能的依赖。


并非所有示例都像添加倒角或确保对角的正确方法那样简单。考虑需要从型腔底部铣削塔形结构的零件。使用现代的CAM系统，编写程序以铣削这些结构周围的型腔是一件简单的事情。但是，使用硬质合金刀具所产生的刀具路径可能比使用陶瓷刀具更好。霍华德先生解释说：“它可能会像铲雪机一样铲掉通道中的材料，但是陶瓷要像吹雪机一样工作，您永远不希望吹雪机中没有积雪。”保持切刀啮合。在这样的应用程序中，他说：“您可能必须检查并计划每条切刀路径。”


尽管如此，任何额外的思考和关心都是值得的。作为一个例子，他列举了一家航空制造商，该制造商由于缺乏对铣削结构的改进而感到沮丧，就像前面的示例一样。霍华德说：“我们进行了调整，调整了他们的程序，陶瓷从不经济变成了可以制造的零件数量翻倍。” “在那之后，他们的客户向他们发送了两倍的工作量。”