【皇冠官网】略谈现代数控机床切削工作对刀具的要求

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皇冠官网|随着数控机床和加工中心等高效设备应用于的日益普及,在航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、能源、模具等装备制造业的空前发展推展下,工件加工已踏入了一个以高速、高效和环保为标志的高速加工发展的新时期—现代工件技术阶段。高速工件、腊工件和软工件作为当前工件技术的最重要发展趋向,其最重要地位和角色日益突显。对这些先进设备工件技术的应用于,不仅令其加工效率成倍提升,亦无非推展了产品开发和工艺创意的进程。

例如,仪器模具硬质材料的型腔,使用高效率、小进给量和小吃深加工,既可取得很高的表面质量,又需要省去磨削、EDM和手工打磨或增加适当工序的时间,从而延长生产工艺流程,提升生产率。过去一些企业制作简单模具时,基本上都必须3~4个月才能交付使用,而现在使用高速工件加工後,半个月之后可已完成。

调查结果,一般的工模具,有60%的机加工量能用高速加工工艺来构建。高速加工时,不但拒绝刀具可靠性低、切削性能好、能平稳地断屑和卷屑、还要能达成协议高精度,并能构建慢换回或自动替换等。因此,对刀具材料、刀具结构、以及刀具的装夹都明确提出了更高拒绝。

对刀具材料的拒绝高速加工刀具最引人注目的拒绝是,既要有低的硬度和高温硬度,又要有充足的断裂韧性。为此,需搭配粗晶粒硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、聚晶金刚石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具材料—它们各有特点,适应环境的工件材料和切削速度范围也都有所不同。

例如,高速加工铝、镁、铜等有色金属件,主要使用PCD和CVD金刚石膜涂层刀具。高速加工铸件、淬硬钢(50~67HRC)和冷硬铸铁主要用陶瓷刀具和PCBN刀具。上海大众汽车有限公司使用Seco刀具(上海)公司生产的立方氮化硼CBN300刀片面铣刀,在柔性生产线上高速铣削发动机缸体平面(铸件),切削速度高达1600m/min,进给速度5000mm/min。

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用PCD刀具加工铝合金的切削速度一般为3000-4000m/min,最低更加平均7500m/min。而用陶瓷和PCBN刀具加工淬硬钢和冷硬铸铁时的切削速度已约200m/min。1.硬质合金已踏入粗晶粒超细晶粒阶段涂层硬质合金刀具(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)虽其加工工件材料范围广,但抗氧化温度一般不低,所以一般来说只宜在400-500m/min的切削速度范围内加工钢铁件。

对於Inconel718高温镍基合金可用于陶瓷和PCBN刀具。据报导,加拿大学者用SiC晶须增韧陶瓷铣削Inconel718合金,引荐最佳的工件条件为:切削速度700m/min,不吃心怀1-2mm,皇冠官网每齿进给量为0.1-0.18mm/z。目前,硬质合金已转入粗晶粒(1-0.5μm)和超细晶粒(0.5μm)的发展阶段,过去粗晶粒多用於K类(WC+Co)硬质合金,近几年来P类(WC+TiC+Co)和M类(WC+TiC+TaC或NbC+Co)硬质合金也向晶粒细化方向发展。

以往,为提升硬质合金的韧性,一般来说是减少钴(Co)的含量,由此带给的硬度减少如今可以通过细化晶粒获得补偿,并使硬质合金的抗弯强度提升到4.3GPa,已超过并多达普通高速钢(HSS)的抗弯强度,转变了人们普遍认为P类硬质合金适於切钢、而K类硬质合金只适於加工铸铁和铝等有色金属的选材格局。使用WC基的超细晶粒K类硬质合金,某种程度可加工各种钢料。

粗晶粒硬质合金的另一个优点是刀具刃口锐利,特别是在适於高速工件硬而韧的工件材料。以日本不二就越公司研发的AQUA麻花钻为事例,其用细晶粒硬质合金生产,并涂覆耐高温、耐摩擦的润滑剂涂层,在高速湿式加工结构钢和合金钢(SCM)时,切削速度200m/min,进给速度1600mm/min,加工效率提升了2.【皇冠官网】。

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