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高速铣削在淬硬钢模具加工中的AG九游会 九游会

  AG九游会 九游会AGAG九游会 九游会AG对淬硬钢进行高速铣削是一种先进加工技术,属于有效的硬铣技术之一。长期以来,人们一直采用铣削一磨削或者铣削—电火花加工(EDM)的方法实现对模具的加工。九游会AG AG九游会虽然电火花加工具有与工件硬度无关的工艺特点,但较低的材料去除率使它的应用范围受到限制。随着现代加工技术的发展及超硬刀具材料的出现,以铣代磨、以铣削代替EDM进行高效经济的模具加工已成为可能,并在生产中取得了显著的经济效益。

  采用硬铣技术加工模具,不但使加工周期大为缩短,而且加工质量得到了可靠保证。在主轴高速旋转下进行硬铣削可获得无铣痕的表面,其表面粗糙度可达Ra0.6µm。

  1)高效率 硬铣加工节省了EDM电极设计制造所占用的大量时间且具有较高的材料去除率,加工质量显著提高,大大缩短或消除了工具钳工的配研修磨时间,使模具加工效率大为提高。

  2)高质量 硬铣削加工模具时,直接将淬硬工具钢一次安装加工成形,有效地避免了零件多次安装造成的装夹误差,提高了零件的几何位置精度。采用高速铣削可获得无铣痕的加工表面,使零件表面质量大大提高。

  3)冷却润滑要求低 通常硬铣削可采用干铣或使用少量冷却润滑液,无需EDM专用工作液循环过滤系统,同时冷却润滑液的处理过程也比EDM方便得多。

  4)少 硬铣加工既可以在专用的CNC机床或加工中心上进行,也可以在用高速主轴进行改装的普通机床上进行。后者不仅具有普通机床的加工能力,而且还可进行硬铣削,减少了设备,增加了机床柔性。目前,国外一些厂商已相继开发出一些专用的高速主轴,如IBAG Zurich公司开发的0.125~60kW的大锥度夹紧主轴,其转速可达12×103~80×103r/min,并配有冷却液供应系统。

  a. 目前,用于硬铣削的刀具材料主要有聚晶立方氮化硼(CBN)、陶瓷、新型硬质合金和涂层硬质合金等。

  b. CBN刀具材料 CBN的晶体结构为面心立方,具有很高的硬度、极强的耐磨性和良好的导热性,且与铁族元素之间有很大的惰性,在1300℃也不会发生显著的化学作用。同时,对酸碱亦有良好的稳定性。研究表明,用CBN复合片刀具切削硬度HRC35~67的淬火钢尤为成功。因此,CBN刀具在硬铣加工中具有特殊的地位。

  c. 陶瓷 陶瓷材料具有良好的耐磨性和热化学稳定性,其硬度、韧性低于CBN,可用于加工硬度HRC

  新型硬质合金和涂层硬质合金 这两种材料成本较低,适合切削硬度在HRC40~50之间的工件。

  在进给量为0.15mm/r,切削深度0.5mm以下时,按照切削加工条件推荐铣削淬硬钢的刀具材料如图2所示。

  近年来,工具制造厂商陆续推出了最新产品。如日本黛杰JBN铣刀高速(切削速度v≥100m/min)切削HRC60以上的高硬度材料时,其刀具耐用度达60min以上,并形成系列产品。瑞典Seco铣刀也形成完整系列,以满足各种铣削加工要求。

  试验研究表明,有效加工淬硬钢需要用小直径铣刀。无论用球头铣刀还是圆柱铣刀加工三维曲面,刀具直径越小,其纵向干涉越小。因此,选择刀具直径时,对于具有外凸形纵向轮廓曲面的工件,应根据其工件结构、铣刀强度、刚度及加工效率综合考虑;对于内凹形纵向轮廓面的工件,铣刀最大半径应小于或等于纵向内凹轮廓处的最小曲率半径。

  工件材料的切削加工性、刀具材料都对切削用量选择产生直接影响。工件材料越硬、强度越高,切削速度应越低。硬铣削的切削速度范围90~200m/min为宜。根据工件硬度和刀具材料推荐的切削速度值如图2所示。切削深度一般取0.1~0.4mm,进给量取0.1~0.2mm/r为宜,使用JBN300加工不同材质的淬硬钢时,在冷却润滑连续切削条件下,其推荐切削用量见表1。九游会AG AG九游会

  精铣时,为了获得更高的精度和表面质量,可选用较高的切削速度和较小的进给量。

  2) 高刚性 为了获得良好的加工质量,机床必须具有足够高的刚度,以防止切削时刀具颤振对加工质量的不利影响。

  比卧式加工中心更为经济的立式加工中心的普及应用,为复杂型面的硬铣加工提供了机床保证。

  硬铣削作为高效加工模具的新方法,在模具制造中得到了广泛应用。例如,国外某公司制作连杆锻模,用电火花加工型腔需12~15h,电极制作2h。改用硬铣削后,采用Torus立铣刀对硬度HRC60的淬硬工具钢进行加工,其相关工艺参数如表2所示。

  整个锻模加工只需3h20min,工效提高4~5倍,加工表面粗糙度达Ra0.5~0.6µm,质量完全符合要求。


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