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60度淬火料銑加工用什么刀具,選什么銑削參數(shù),一文解惑

 阿明哥哥資料區(qū) 2019-12-08

導(dǎo)讀

本文回答了三個(gè)問(wèn)題:淬火后60度的高硬度材料能銑削加工嗎、如何高效、高速銑削加工淬火料呢、怎樣選擇高硬度淬火料銑的加工參數(shù)。相信會(huì)對(duì)大家的實(shí)際加工操作有所幫助。

01
火后60度的高硬度材料能銑削加工嗎?

可以。傳統(tǒng)的切削加工方式有其弊端,而高速銑削有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

高硬度材料包括普通淬火鋼、淬火態(tài)模具鋼、軸承鋼及軋輥鋼等,是典型的耐磨結(jié)構(gòu)材料,廣泛用于制造各種對(duì)硬度和耐磨性要求高的零件。但是,由于這些材料通常具有很高的硬度(55-65HRC),如果采用傳統(tǒng)切削方法加工,加工效率低,成本高且對(duì)環(huán)境有較大的污染。

例如,在模具制造領(lǐng)域,高硬度材料得到廣泛的應(yīng)用,如Cr12、Cr12MoV、H13、SKD11、SKD61、45號(hào)鋼等常見的模具鋼,傳統(tǒng)的加工方法是對(duì)未熱處理的毛坯進(jìn)行粗加工一半精加工一熱處理(達(dá)到最終技術(shù)要求)一 EDM一精加工一手工精加工。由于EDM加工(包括電極制造)和手工精加工耗時(shí)極多,故加工效率很低,同時(shí)采用EDM加工模具表面時(shí)易產(chǎn)生白硬層、裂紋、殘余應(yīng)力。

高速銑削技術(shù)的發(fā)展,為高硬度淬火料的銑加工提供了新的解決方案。淬火料高速銑削技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

  • 效率高,生產(chǎn)成本低。

  • 加工表面質(zhì)量好,加工精度高。

  • 環(huán)境污染小。

  • 適合加工薄壁類精細(xì)零件。

采用高速銑削技術(shù)加工淬火態(tài)模具鋼時(shí),其加工過(guò)程為淬硬毛坯——粗加工——半精加工——精加工,可減少EDM和手工精加工兩道耗時(shí)多的工序,工藝時(shí)間大約減少30%-50%,生產(chǎn)效率的提高使生產(chǎn)成本下降,生產(chǎn)周期縮短,同時(shí)模具表面也不會(huì)因EDM加工而產(chǎn)生白硬層及裂紋、殘余應(yīng)力等缺陷,表面質(zhì)童、幾何形狀精度得到改善,提高了模具壽命。

02
如何高效、高速銑削加工淬火料呢?

模具零件淬火后硬度高較難加工,如何正確選擇刀具銑削模具是關(guān)鍵。淬火料高速銑削要求刀具具有很高的硬度、耐磨性,同時(shí)也要求良好的韌性,以承受大的沖擊載荷,此外還要求刀具材料有很高的熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性。目前能夠用于高速銑削淬火的刀具材料有CBN、PCBN、金屬陶瓷、陶瓷、超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金以及涂層硬質(zhì)合金。

1)新型硬質(zhì)合金及涂層硬質(zhì)合金刀具

采用涂層刀具時(shí),由于切削過(guò)程中刀刃切削部分的溫度很高,必須保證涂層在高溫下能與基體牢固地結(jié)合,不致脫落或氧化變質(zhì)。這類刀具基體通常采用韌性較好的材料(如硬質(zhì)合金或高速鋼)。采用超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金基體的涂層刀具是目前經(jīng)濟(jì)可行的刀具。這類刀具用于切削硬度在40-50HRc的工件,其成本較低。

2)陶瓷刀具和金屬陶瓷刀具

陶瓷刀具具有很高的硬度和耐磨性,耐熱性高達(dá)1200℃以上,與金屬的親和力小,抗粘結(jié)磨損能力強(qiáng),化學(xué)穩(wěn)定性好,切削速度可比硬質(zhì)合金高出3-10倍,且壽命長(zhǎng)。其中,Si3N4陶瓷刀具可切削硬度達(dá)63HRc的工件。金屬陶瓷是以碳化物(如TiC)為基體的陶瓷,其硬度和耐熱性超過(guò)硬質(zhì)合金,接近陶瓷,而其抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性比陶瓷高,且具有高化學(xué)穩(wěn)定性,尤其適合切槽加工。金屬陶瓷刀具主要用于精加工,且要求機(jī)床剛度好。

3)CBN和PCBN刀具

CBN和PCBN刀具材料硬度高達(dá)8000-9000HV,耐熱性高達(dá)1400℃,耐磨性好。PCBN刀具在高溫、高壓下將微細(xì)的CBN材料通過(guò)燒結(jié)結(jié)合在一起的多晶材料,有很高的硬度和耐磨性,適合加工硬度高于55HRC的材料,當(dāng)切削速度高于1000m/min時(shí), PCBN是切削淬硬鋼的最佳刀具材料。如銑刀刀具品牌牌號(hào)BN-S200,BN-S20,BN-H10,BN-H21等。

03
高硬度淬火料銑加工參數(shù)選擇

淬火后加工銑削用量的選擇取決于工件材料的切削加工性、刀具材料的耐磨性等因素。切削速度Vc、每齒進(jìn)給量fz、背吃刀量ap的提高可以降低表面粗糙度,但是刀具壽命會(huì)因此降低。

銑削是一種斷續(xù)切削,主要損壞形式是刀具破損。斷續(xù)切削的溫度差引起的熱應(yīng)力對(duì)刀具的破損會(huì)產(chǎn)生重要的影響。對(duì)最高溫度影響最大的是切削速度,其次是每齒進(jìn)給量。隨著切削速度和每齒進(jìn)給量的增大,最高溫度升高,同時(shí)最低溫度也隨之升高,但最低溫度的升高速度比最高溫度升高慢,所以最大溫差也隨之增大。因此,雖然切削速度的增大在某種程度上可降低切削力,但是切削速度的選擇也不能過(guò)大。

通常高速銑削高硬度淬火材料時(shí),銑削速度范圍為90-250m/min,進(jìn)給量一般取0.05-0.35mm/r,背吃刀量為0.1-0.4mm。

選擇切削用量時(shí),應(yīng)綜合考慮加工效率、刀具壽命和加工精度要求,從而達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

熱處理后高硬度淬火料的銑削加工技術(shù)可顯著提高加工表面質(zhì)量,并在一定程度上取代磨削加工和電火花加工,同時(shí)具有很高的加工效率,提高了企業(yè)的市場(chǎng)反應(yīng)能力,但加工時(shí)刀具磨損嚴(yán)重,刀具成本高,刀具平衡及刀柄錐形精度要求高,主軸價(jià)格昂貴且壽命短(5000-10000h) ,機(jī)床和控制系統(tǒng)昂貴。

為了加工時(shí)既滿足切削的高效率和高精度要求,又具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,刀具材料、切削參數(shù)等工藝參數(shù)的選擇必須結(jié)合加工對(duì)象材料性能和加工性質(zhì)確定。由于起步晚,目前我國(guó)的淬火料銑削加工技術(shù)與國(guó)外還有很大的差距,以刀具為例,國(guó)產(chǎn)刀具制造商一直堅(jiān)持不懈的在研究高硬度淬火料銑加工刀具。

-End-

本文來(lái)源:難切削材料加工技術(shù)、金屬加工

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