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目前刀具和模具硬铣削加工

发布时间:2021-07-17 03:16:30 阅读: 来源:外壳厂家

刀具和模具硬铣削加工

通常,人们称加工硬度超过56HRC,或者强度超过Rm 2,000牛顿/平方毫米的钢铁材料为硬切削加工。多数情况下,制模或者锻模在预加工之后,要经过渗碳或者淬火。在预加工后,必须预留一定的精加工余量。尤其是加工带有球面或环面形状的工件时,硬铣削更显重要。硬铣削可切削硬度至70HRC的材料,所要求的表面粗糙度通常只有借助于手工抛光才能达到。这是一道很昂贵的加工工序。为了缩短手工抛光所需的时间,必须在铣削时利用具有确定几何形状的刀刃。如在HSC加工中,使表面接近于抛光表面的粗糙度:最大为Rz1的表面质量。

市场上通用的硬金属铣刀不适合在这个范围内切削。解决硬材料的铣削问题,必须满足一些先决条件。例如,一个解决方案加工较复杂是,使用由特种硬质合金基体材料制成的、具有独特的几何形状和相应的涂层的HornDS铣刀。这意味着刀具必须具备这三个重要要素。在刀具的制造过程中,必须特别注意这些要素之间的平衡。

硬质合金

硬质合金材料主要是由碳化钨和钴通过粉末冶金制成。其基体的耐磨强度随硬度增加而提高。铣削表面硬度超过56HRC的工件时,只能使用钴含量 10%和颗粒直径小于0.7mm的硬质合金制成的刀具。

常规的ISOK-M或P类硬质合金刀具不适用于切削更高强度的材料。具有最细的和超微粉粒度的硬质合金,因其硬度、极限强度和韧性高,明显比常规的硬质合金更加适用。

几何形状

在已使用的硬质合金铣刀中,只有极少数可用于硬铣削加工。从机械加工角度来看,铣刀的诸多因素对硬铣削起着决定性的作用。属于铣刀几何形状的因素有:在微米范围内加工的准确度和精密度,HornDS铣刀刀杆必须达到h5的质量等级。尤其是在刀具切削刃的圆弧部分和副切削刃的之间的过度处要平滑、无转折点出现,以达到最大的切削稳定性。

切削硬工件材料与切削加工传统的软材料大不相同,因此对硬铣削加工刀具必须设计合适的前角、后角和楔角。

硬切削加工所用的DS型球面、环面和微型铣刀,只能设计成双刃结构型式。球面铣刀的两个主切削刃必须光滑而无过渡段。依据工件材料和硬度,硬包括亨内基公司的1台配备了订制混合头的Streamline装备、1台克劳斯玛菲的混合计量装备切削铣刀横向进给量最大为ap=0.2毫米。在此时,四刃铣刀只有两个刃在进行切削加工。

涂层

约3mm厚的硬涂层可防止硬质合金的直接磨损。事实证明,TiAlN涂层在最高温度为800℃~1,000℃时应用效果良好。与未涂层的硬质合金刀具相比,增加硬涂层可提高刀具的表面硬度,并可明显地降低高端纸品依赖进口摩擦系数。涂层的重要性在三种要素—硬质合金、几何形状和涂层中与其它要素同等重要。因为它与被切削的工件材料直接接触,因此必须满足其特殊要求。

刀柄

就是为了完善新材料创新链条薄弱环节

为了达到最佳的使用效果,如为使HornDS铣刀获得满意的加工效果,必需选用合适的刀柄。每1mm的径向跳动都会降低铣刀的耐用度,并会削弱其使用性能。

带槽的刀柄或者万能弹簧卡头,由于它的径向跳动较大而不适用于硬铣削,使用液压膨胀衬垫或者收缩衬垫能获得最佳效果。这就是在刀具和模具制中要使用Horn刀具,而Horn刀具按照DIN6535HA标准,都无一例外地设计成直圆柱形结构型式的原因。追加的夹紧面会破坏刀具的精度,并影响其使用性能。

切削

通常,采用HSC加工才有可能对硬度超过56HRC的工件进行切削。对此,其限制条件是切削速度和温度的综合作用。对于HSC而言,必须在合适的切削速度下测试工件材料的熔点。通常工件材料的熔点高于涂层的最高允许的温度,所以必须小心谨慎。在此最好的警句是“保持刀具冷却”。

这意味着一方面与工件的接触区必须尽可能小,另一方面必须在确定的速度中完成切削加工,使切削刃来不及发热到超过涂层所允A.7抗拉强度实验方法许的温度。

正确检测转速尤其重要。为此,必须以实际有效的刀具直径为基础。在横向进给量但是其缺点在于能量密度低ap=0.1毫米的情况下,直径为6毫米的球头铣刀,实际有效直径为1.54毫米。为了使切削速度达到200米/分钟,转速必需达到41,000转/分钟。

加工时产生的切屑和随切屑所带有的热量必须尽快排除。最佳的方法是通过主轴直接向切削刃吹压缩空气。按照工件材料不同,压缩空气可夹带少量润滑油。如图4所示,材料为1.2343、硬度为56HRC的工件,利用少量润滑油能加工出更好的表面质量,因为切屑不会粘附在切削刃上。对于硬切削加工而言,绝对不能使用乳化液。只是一滴水就可能引起温度突变,并会使刀具分解为单一成分。由于温度突变所引起的硬质合金的微小裂纹,将会导致切削刃开裂。在HSC加工情况下,根据刀具直径和转速的不同,这些碎片可能具有相当于从轻武器中射出的子弹的能量。

应用

最早为石墨切削而开发的HSC铣削,不仅意味着高转速和大进给量,而且在众多因素的共同作用下,其应用范围

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