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玻璃鋼棒料切斷刀具及工藝

 

玻璃鋼材料具有硬度高、強韌性好、材料導熱性差的特點,當采用普通切斷刀具進行玻璃鋼棒料切斷操作時,由于工件硬度較高及切削熱難以通過切屑及工件迅速擴散等因素,將造成切削效率及刀具使用壽命較低,為解決上述問題,我們設計了一種專用玻璃鋼棒料切斷刀具,并取得了良好的應用效果。
1. 刀具結構及特點
該刀具結構如附圖所示,主要由刀桿3、刀體2、刀片1組成。刀桿3采用45鋼材料制作并經調質處理,硬度為26~32HRC。刀體2采用無縫鋼管,既可減輕刀具重量,又具有較好的剛性和抗彎強度。刀片材料牌號為YG8硬質合金,硬度較高且抗沖擊韌性較好,可有效確保切削玻璃鋼材料時的耐磨性。刀桿1、刀體2采用焊接方式連接為一體,焊接完成后,應采用振動時效或人工時效的方式消除焊接應力,以減小焊接應力對刀具幾何精度的影響。刀具使用時將刀桿3安裝在車刀架上,并用壓刀螺釘壓緊,因此安裝起來十分方便。刀具主刀刃采用120°折形線設計方式,可防止切斷時芯料落下而損壞刀片。刀具安裝時,應使刀具前切削刃高于工件中心1.5mm左右,可有效避免工件切斷后在切削面留有加工殘留。
2. 參數設計
為減小徑向切削力,進一步提高刀具的使用壽命和工件表面加工質量,設計合理的刀具幾何參數非常重要,該刀具的前角γ和后角α均設計為20°,可使切削輕快并減小后刀面與工件的摩擦,提高工件表面加工質量;左副后角α 1為20°,右副后角α 2為10°,采用非對稱副后角設計的主要目的是可在確保工件加工質量的前提下,提高刀具的剛性,減小切削振動,從而提高刀具的使用壽命。
為滿足加工質量并確保加工效率和刀具使用壽命的均衡,切削參數定為:切削速度v =75m/min,進給量f=0.1mm/r。
3. 冷卻方式
由于玻璃鋼材料導熱性差,在切削時容易在刀具表面聚積較高的切削溫度,使刀具耐磨性降低,因此在切削時最好采取適合的冷卻方式進行冷卻。由于玻璃鋼材料的特性,不能采用常規的水或油冷卻介質,而應采用壓縮空氣進行冷卻,通過壓縮空氣形成的高速氣流不但可以有效降低切削熱,同時也有助于切削時的排屑。
采用該刀具切削玻璃鋼棒料加工效率可比普通切斷刀具提高工效5倍以上,工件加工表面粗糙度值較小,刀具使用壽命較高,取得了令人滿意的效果。


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