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高速铣削淬硬模具加工的刀具关键技术介绍

日期:2019-08-14 18:55 作者:宇斯顿轴承
在高速铣削加工模具中,刀具技术(Technology)最关键(解释:比喻事物的重要组成部分),而且涉及面多,主要体现在刀具材料及几何参数选择(Select)、刀具的损坏与检测、刀具与机床的连接技术、刀具的安全性等问题上。
1 刀具材料及几何参数选择
(1)刀具材料(Material)
  高速铣削要求高速刀具材料与被加工材料必须有较小的化学亲和力,具有良好的热稳定(解释:稳固安定;没有变动)性、抗冲击性、耐磨耗性、抗热疲劳性,并具有优良的力学性能(xìng néng)等。
  目前,用于高速硬铣削的刀具材料主要有聚晶立方氮化硼(PCBN)、陶瓷、新型硬质合金和涂层硬质合金等,应根据模具材料、刀具几何形状、切削条件(tiáo jiàn)三大因素来选择(Select)刀具材料。
  由于聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具具有很高的硬度和耐磨性,因而适合于高速切削淬硬钢。在加工硬度低于50HRC的工件时,PCBN刀具形成的切屑为长条形,在刀具表面产生月洼磨损,从而缩短刀具寿命(lifetime)。因此,PCBN刀具适合加工硬度高于55~65HRC的材料。
  陶瓷刀具的成本低于PCBN刀具,具有良好的热化学稳定(解释:稳固安定;没有变动)性,但其韧性和硬度(Hardness)不如PCBN刀具好。圆锥滚子轴承属于滚动轴承中的一种,是现代化机械中广泛运用的部件之一。它是依靠主要元件之间的滚动接触来支撑转动零件的。滚子轴承现大多已经标准化。滚子轴承具有启动所需力矩小、旋转精度高、选用方便等优点。宇斯顿轴承轴承常用的润滑方式有油润滑和脂润滑。此外也有用固体润滑剂润滑的。选用哪种润滑方式,取决于轴承的转速。一般用轴承的dn值表示轴承的速度大小。图5给出了脂润滑和油润滑的dn值界限。 因此,陶瓷刀具比较适合加工(Processing)相对比较软的材料(HRC≤50)。新型硬质合金和涂层硬质合金刀具成本较低,但切削硬度不如PCBN刀具和陶瓷刀具,一般在40~50HRC之间。
  从目前研究情况(Condition)看,在所有模具高速切削刀具材料(Material)中,聚晶立方氮化硼(B)(PCBN)刀具的性能(xìng néng)较好,是进行淬硬钢模具加工(Processing)的主要刀具材料。宇斯顿轴承轴承常用的润滑方式有油润滑和脂润滑。此外也有用固体润滑剂润滑的。选用哪种润滑方式,取决于轴承的转速。一般用轴承的dn值表示轴承的速度大小。图5给出了脂润滑和油润滑的dn值界限。
(2)刀具几何参数(parameter)选择(Select)
  当刀具材料(Material)选定后,刀具几何参数的选择(Select)对刀具的寿命(lifetime)和切削速度有较大的影响,一般应选择强度(strength)尽可能(maybe)大的刀片形状,刀尖圆弧半径也尽可能大。
另外,硬切削的切削力大,除要求刀片强度外,对刀杆强度和刚度要求也高。
2 刀具的损坏与检测(jiǎn cè)
(1)刀具损坏
  由于高速铣削刀具价格较贵,刀具的损坏严重缩短了刀具的使用寿命,增加了高速铣削加工的成本(Cost)。因此,控制(control)刀具的损坏,加强刀具的检测对高速铣削具有重要意义。刀具损坏有磨损和破损两种情况。磨损是刀具在加工过程中与工件发生接触和摩擦而产生的表面材料消耗(consume)现象;破损是刀具发生崩刃、断裂、塑性变形等导致刀具失去切削能力的现象,它包括脆性破损和塑性破损。
  刀具磨损是高速铣削中需解决的一个难题。高速铣削时刀具的磨损主要有后刀面磨损、前刀面月牙洼磨损、边界磨损、微崩刃、片状剥落、塑性变形等形态。不同加工材料及高速刀具材料的主要磨损形式不同。后刀面磨损是高速刀具磨损的最常见的形式,也是刀具的正常磨损形式,一般用后刀面均匀(jūn yún)磨损区宽度VB值作为刀具的磨损极限。
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