










刀具要按加工對象要求制造高速切削要求刀具制造商認(rèn)真研究其涂層刀具設(shè)計(jì)和基體材料。
在切削加工中,把,速+軸大進(jìn)給和先進(jìn)的控制軟件者結(jié)合起來,不論我們叫它高速切削高速度切削或高能力切削,已經(jīng)引起制造肚界的廣泛關(guān)注。在這種加工方法中,機(jī)床和編,雖是個(gè)決定成敗的關(guān)鍵因素。但不要忽視刀具本身的作用。
在高速下運(yùn)轉(zhuǎn)的刀片和整體刀具,都加上了新的重載荷,所以幾代制造和設(shè)計(jì)人員必須處理好高速切削帶來的各種要求,否則這種工藝使用就無法推進(jìn)。
稱夾緊熱夾緊和收縮夾緊,目前我們在牛產(chǎn)線有許多!夾緊式銑刀,采用了摩擦力或機(jī)構(gòu)反彈力央緊。但作高速切削時(shí),為使刀片在銑刀內(nèi)固定住,必須增加夾緊兀件或采用某些強(qiáng)力夾緊系統(tǒng)=在1.肛做過個(gè)實(shí)驗(yàn),把32!1直徑的立銑力。
在5,心,1下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),夾固刀片的螺釘實(shí)際上被剪斷廣。這結(jié)果顯,在設(shè)計(jì)高速夾緊機(jī)構(gòu)時(shí),必須考慮7片的作力。
按七1的觀點(diǎn),某些情況廠高速切削類似于磨削。他說快速深磨時(shí),熱量還沒有來得及傳進(jìn)工件。材料已被切除。類似現(xiàn)象也發(fā)生在高速切削。加,鋁足高速切削的理想應(yīng)用場合,因?yàn)檐浗饘俨划a(chǎn)生太多熱鼠。這樣,刀具就可以使用金剛石涂層。刀片則采用正前角。使切屑易于剪切易于排出也易于從機(jī)床去除。界出1的觀點(diǎn)是聚晶金剛石要比普通硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金更好些。尚速切削鋁時(shí)。許多用戶都追求優(yōu)舁的面質(zhì)量。只要機(jī)床穩(wěn)定,使用聚晶金剛石刀具會獲得*佳的效果。
評打比⑶說氮化硅也可用于高速切削蘭要是加工鑄鐵。幾年前,用氮化硅做了個(gè)試驗(yàn)。采用直校25如的面銑刀,切削速度4880氮化硅刀片的壽命只有2但要知在如此高速下切削個(gè)鑄鐵零件界郵1說高速切削刀具的設(shè)計(jì)是困難的。因?yàn)?,從材料選擇切削部分設(shè)計(jì)刀片夾緊設(shè)計(jì)直到刀具在機(jī)床上的夾持等,每件事都必須做得正確無誤。
刀具設(shè)計(jì)實(shí)際。不僅僅局限于切削部分的設(shè)計(jì)。對比,心。而8131公司1406,全球標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品工程部主任也,說我們現(xiàn)在能夠做到超音速銑削,就是因?yàn)閷︺姷兜扼w形狀作了獨(dú)特設(shè)計(jì)。我們把刀體做成裙邊形的外徑,即在外徑處去掉大量材料,否則這些材料會增加離心力。為夾住刀片或刀夾,我們用電火花加1出個(gè)袋形孔,使刀片完全封裝在刀體內(nèi),沒有個(gè)面向銑刀外徑方向敞開。并且采用刀夾時(shí),刀片娃焊在刀夾,的,不存在螺釘或其他可能在離心力作用飛出去的夾緊元件。該刀體的開發(fā)者,銑削系統(tǒng)高級程師0叩18認(rèn)為,這種類型的銑刀體,在高速銑削工序中是必需的。
心13爪燦1設(shè)加1公司的2爪1直徑面銑刀,鑲8片Kyon3500型氮化硅陶瓷刀片。銑削鑄鐵泵體。速度達(dá)9141日咖,1!1塔持認(rèn)為假如我們使用101的面銑刀作高速銑削定需要這種形狀或類似形狀的刀體。他指出,在高速切削時(shí),切削力及其對銑刀設(shè)汁的影響已變得不太重要。因?yàn)?,?shí)際作用在刀片上的銑削力,*終可能在數(shù)千克力左右,而離心力可產(chǎn)品與技術(shù)150認(rèn)為,模具鋼和其他硬金屬的高速切削,應(yīng)選用球頭立銑刀。他說在模具和模腔的高速加。丁球頭立銑刀要比任何類型的鑲片刀具用得多。整體硬質(zhì)合金立銑刀細(xì)顆粒硬質(zhì)合金立銑刀,可能還有下1入涂層的細(xì)顆粒硬質(zhì)合金立銑7,將被用于加工鋼。
抓3031公司用陶瓷片試過耐熱合金1沉,加1的高速切削。速度從低于305瓜,1山至大于122,1爪。
HUSton和他的同事們還認(rèn)識到,在高速切削時(shí)切屑負(fù)荷很小,此時(shí)切削刃的制備是個(gè)重點(diǎn)。他說在非常高的速度下,不能使用強(qiáng)力研磨的切削刃。閃為研磨后的刃口可能比切屑負(fù)荷還大。要使切削刃盡量保持鋒利。但球頭立銑刀使用前要經(jīng)過處理,以去除,微磨屑。
尺如邱,1還做過個(gè)超高速切削鈦的探討性試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)高速切削時(shí)安全規(guī)律也發(fā)生廣變化。此時(shí),熔融留在罩內(nèi)門框內(nèi)以及靠近托盤的相鄰工件內(nèi)。所以,高速切削的環(huán)境,要求對安全問有更多的注意。
尺6抓30公司材料工藝發(fā)展部主任,0打說因?yàn)榍邢鳒囟入S速度上升的曲線很陡,而涂層正好緊貼熾熱的切屑。所以般說來,涂層在某些方面是受切削速度影響的*大因素。
切削速度不僅影響涂層種類的選擇,許多情況下還影響其厚度的選擇。,說當(dāng)某個(gè)工序采用較高的切削速度時(shí),涂層幾乎就成了主要的問。并讓肯定要促使你把103作為涂層的個(gè)組成部分。,1出認(rèn)為,在高溫時(shí)。切屑和刀具間的化學(xué)反應(yīng)變成愈來愈繭要的磨損機(jī)制,而氧化鋁是抵抗這種反應(yīng)的*佳材料。
其絕熱件優(yōu)于丁和丁以。氧化鋁的硬度保持性也比常用的涂層材料為好。
101說高溫和高切削速度也促使人們采用更先進(jìn)的PVD涂層,特別是T1AlN.這種涂MW固溶硬化而有較好的硬度保持性。其抗,化性能也比TiN和TiNC好。他指出,金剛石涂層在鋁加工中用得很好。因?yàn)?,隨著速度的不斷提高,加工區(qū)溫度趨近材料液相溫度。而加工鋁時(shí),此溫度不會超過600因此,盡管聚晶金剛石和金剛朽涂屋的化學(xué)穩(wěn)定性不太好,仍能高速切削鋁和硅鋁合金。
般金屬切削過程中可能產(chǎn)生對刀具的熱沖擊,特別在使用冷卻液和或斷續(xù)切削時(shí)更甚。熱沖擊迫使刀具設(shè)計(jì)人員重新審視基體材料的選擇。但North指出高速時(shí)切削力實(shí)際在下降。這樣就促進(jìn)了抗熱變形更好的基體材料的使用。其結(jié)果是,使刀尖變形和磨損都減小了=這種趨勢推動了硬度較高抗磨性較好顆粒較細(xì)材料的使用。當(dāng)然不都達(dá)到微顆粒水平,般粒度10!1解釋說在抗磨性和禚性之間要有個(gè)折衷。
增加鈷含量使,性提高,但在高速切削時(shí),抗高溫度變形能力變得更為重要。此外,高速切削還促進(jìn)了金屬陶瓷多數(shù)用于切削鋼和陶瓷材料的使用,后者用于加工鑄鐵及超級合金。
01呀公司旋轉(zhuǎn)刀具部經(jīng)理,65提出刀具尺寸愈小,為獲得恰當(dāng)?shù)那邢魉俣人髾C(jī)床主軸轉(zhuǎn)速愈高。當(dāng)你擁有許多超,速主軸的機(jī)床時(shí),通常應(yīng)為這些機(jī)床配備新代的小直徑整體硬質(zhì)合金立銑刀,使用改進(jìn)的新幾何角度新材料牌號和切削刃制備。這樣,你獲得的高切削速度,是正確的切削速度。你也可以采用我稱之為高速度的銑削方法此法采用的切削速度比常規(guī)的高勝,同時(shí)使用超的工作臺速度或進(jìn)給速度。
上述這些變化對刀具意味著什么了說近來,在淬硬鋼的超高速切削中,我們采用了較鋒利的切削刃,較大的正前角,并采用復(fù)合多層,1涂層代替0涂層。因?yàn)椋?能比01保持更鋒利的切削刃。
產(chǎn)品與技術(shù),印此4丁60如,85在加工55,閿材>吒質(zhì)保,捎帽竟,灸泰,批可換硬質(zhì)合金齒冠立銑刀,切削速度120,進(jìn)給速度7.6軸向切深0.5徑向切深0.251采用干式切削,刀具壽命達(dá)1.51展望將來冗認(rèn)為在加工鋁時(shí)可望更多采用金剛石刀具。加工不誘鋼耐熱合金鈦和其他高溫合金時(shí),預(yù)期工業(yè)界會采用超大正前角和十分復(fù)雜的涂層刀具。
涂層是對高速切削刀具性能影響*大的閃素。它們能提高抗熱性和抗磨性。01外的種*復(fù)雜的多層,0涂層牌號為F40M,主要是T1AlN,再加上其他涂層有突出的變化涂層和切削刃制備。你可把切削刃做成多種狀態(tài)完全鋒利。輕微的增強(qiáng)性研磨,或倒棱強(qiáng)化。
氧化鋁涂層在刀具面可降低熱效應(yīng)和摩擦效應(yīng)。在模具鋼加工中。我們采用了加工鋼相同的涂層牌號,刀具壽命提高了倍,高速切削具的安全恍成為所有工具制造商的項(xiàng)重大考慮。,16,指出在高速度片的重可能從幾克增加到數(shù)千克。而普通刀體上的夾緊機(jī)構(gòu),不論是楔還是緊固螺釘,都只能安全工作到2130mmm.所以我們根據(jù)銑刀直徑標(biāo)出了主軸每分鐘*高轉(zhuǎn)數(shù)。將來,你會到些夾緊機(jī)構(gòu)銷子或在刀片背面有鍵槽和刃片凹槽,以幫助刀片克服離心力?;蛘呖梢岳梅聪驃A緊作用,使銑刀轉(zhuǎn)得越快,夾緊力越大。本公司的7 15銑刀。帶有焊裝金剛石刀片,并具有雙重夾緊作用或反向楔緊作用。類似于燕尾結(jié)構(gòu),這樣刀片不會飛出去相信,為適應(yīng)高速切削,刀片基體也要改變。
他說你將會看到愈來愈多的微顆?;w。因?yàn)榛w必須和涂層匹配。在高速切削時(shí),要面對熱和磨損。在對抗熱和磨損方面,涂層幾何角度切削刃制備諸因素關(guān)于高速銑削。如3說你將到更,的切削速度,更高的進(jìn)給率和較小的切削深度。這樣,雖在每次行程切去的金屬較少,但進(jìn)給率要比前使用的高出100倍,而且刀具壽命較長。
高速切削時(shí),具材料可能比切削力形狀更為重要。他還觀察到,在高速度下,涂層發(fā)揮抗熱的主要作用。他說我們更希望讓熱量留在切屑中,并離開刀具。這方面,涂層能起重要作用,我們開發(fā)了種復(fù)合氧化物涂層氧化鋁和氧化鋯。氧化鋯的熱傳導(dǎo)系數(shù)低丁氧化鋁,所以能給予基體更好的保護(hù)。
如說及其在,31印如公司的同事們認(rèn)為,他們在,和,0多層涂復(fù)工藝方面,處于**地位。他說我們發(fā)現(xiàn),在0基礎(chǔ)上的多層涂復(fù)工藝,能產(chǎn)生非常光潔的面。而光潔的面可以減少摩擦,減少熱量,正好和高,速切削的要求自然匹配。這方面,涂層材料也起了重要作用,我們既能用氧化物作多層涂復(fù),也能用非氧化物作多層涂復(fù)。但他認(rèn)為金剛石涂層要達(dá)到工藝成熟還有個(gè)過程。他說推廣金剛石涂層的*大障礙,是要解決涂層和碳化鎢基體間的粘合問。因?yàn)樵诟咚贄l件下,連接面的應(yīng)力很大。我無法確定這方面的技術(shù)問現(xiàn)在是否已經(jīng)解決。
假如你在50000,1和進(jìn)給速度25,的條件下,使用個(gè)立銑刀,你要枳心的是安全性平衡刀具機(jī)床主軸的聯(lián)接切屑的清除機(jī)床的剛性以及產(chǎn)生的力等。十分重要的是,你要盡切努力使這些擔(dān)心降到*低限度。
心10相信,目前些高速切削影響很小的因素,將來也會變得日益重要。他說通常我們談到高速切削,都說的是切削鋁。但我們正在看到更多的材料如淬硬模具鋼和鑄鐵在進(jìn)行速銑削,對于鋁這類輕金屬通常優(yōu)先選用可轉(zhuǎn)位式刀片的銑刀體。但若加工鑄鐵,速度達(dá)到3048,1加,還采用切鋁的銑刀結(jié)構(gòu),其切屑將造成可怕的后果。由于這些事態(tài)發(fā)展,促使我們必須象關(guān)注刀片材料涂層幾何角度和刀具聯(lián)接那樣,來關(guān)注刀體材料。他預(yù)計(jì)在超高速切削時(shí),刀具制造商可能會轉(zhuǎn)向采用鈦合金之類強(qiáng)度較的材料制作刀體。
空航天工業(yè)對高速切削的需求日益增加,重要原因是近年來其加工的零件的肋和凸緣的截面愈來愈薄。而這種支承性很差的薄肋薄凸緣零件,在現(xiàn)用6000000,1的速度下加工,產(chǎn)生共振問和低的生產(chǎn)宰。由此推動了英國航空航天工業(yè)界對生產(chǎn)工藝作了重新審杳。
高速銑削時(shí),*重要的基本要素之是每齒進(jìn)給量。相當(dāng)于銑刀每齒每轉(zhuǎn)的材料切除量。銑77每齒進(jìn)給量和進(jìn)給率成正比,與切削速度成反比。假如進(jìn)給率和切削速度同比增大,則每齒進(jìn)給量保持不變。
心1公司生產(chǎn)整體焊齒和鑲齒硬質(zhì)合金銑刀。材料采用含鈷的次微顆粒硬質(zhì)合金。直徑25,以下的銑刀,都用整體硬質(zhì)合金棒料制造。直徑較大的,則把硬質(zhì)合金刀片釬焊到鋼刀體上。
據(jù)1沈!1介紹,刀具設(shè)計(jì)時(shí)考慮了*大的心部強(qiáng)度,以保證剛性和減小振動。加,鋁的銑刀。該公司的設(shè)計(jì)人員采用40,75.的大螺旋角和大前角。而加工硬材料時(shí),則用較小的前角。使用需要時(shí)也采用負(fù)前角。
0,61叩警告說,有的高削切削刀具采用內(nèi)冷卻孔把冷卻液輸送至切削刃。但這種方法可能產(chǎn)生平衡和振動問。
高速切削銑刀制造時(shí)必須保證高水平的同心度偏心會導(dǎo)致早期磨損崩刃和性能下降。1辦3士1公司按銑刀尺寸大小,規(guī)定同心度水平為4,如,銑刀直徑大于12,1時(shí),須作動平衡。并達(dá)到;1級水平。
0018堅(jiān)持認(rèn)為,高速切削時(shí)提高1涂層的抗氧化能力至關(guān)重要。在極端情況下。高速切削模具鋼65,0時(shí),能引起局部溫度達(dá)到900,2捎媒鶚舯,為5050的丁1.1涂記,可提高氧化起始溫度至700.而丁的氧化起始溫度為500丁1性能改的原閃足。富鋁氧化物和氧發(fā)生反應(yīng),并在面形成雙層,化物復(fù)蓋,保護(hù)了1以面。在丁1以中加人釔,將會進(jìn)步改善抗氧化性能= 5抓士4公司設(shè)計(jì)支援和研究部經(jīng)理131指出,切削速度越高,生成的熱量越多,刀具問越要按這個(gè)思路來處理他說你該做的基本上是,用較大的正前角,采用涂層以形成良好的熱屏蔽使熱黽較少傳入刀片。在精加工和半精加工中,你要減小切屑負(fù)荷和接觸時(shí)間。該公口鐵刀類產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)理1888,爪認(rèn)為,高速切削中。除了采用正前角外,刀具的切削刃形狀也很重要。他說鋒利的切削刃關(guān)系到切屑的形成和斷屑幾何參數(shù),看來已變得更加必要,因?yàn)槟阈枰獋€(gè)鋒利的切削刃來減少面接觸有時(shí)單從刀具后而人手不定能達(dá)到鋒利要求。還須從斷屑方面同時(shí)入手解決。因?yàn)槟阋h利刀具。所以必須使切屑形成側(cè)的切削刃也鋒利。,涂層的選擇取決于工件的情況,但3如土必的刀具設(shè)計(jì)人員般偏愛較硬的涂居,這種涂層也具備好的熱屏蔽性能。氧化鋁和丁六1差不多。都能很好工作。
在17和之間,他們更喜歡前者,3抓如汰采用多層薄涂的辦法通常是丁,和丁1交替使殘余應(yīng)力降低到可接受水平。整個(gè)涂層由多層薄膜逐步形成,以防止裂紋和崩刃。
旋轉(zhuǎn)刀具部生產(chǎn)經(jīng)理18615,0,對高速刀具設(shè)計(jì)提出1個(gè)觀點(diǎn)安全性必須在機(jī)床和刀只。設(shè)計(jì)中同時(shí)考慮。因此。十分重要的是刀具和機(jī)床供應(yīng)商都要從工藝過程的計(jì)劃階段開始。就同用戶緊密協(xié)作=沈壯行譯。產(chǎn)品信息種新的光柵數(shù)顯測量系統(tǒng)沈福金報(bào)道深圳奧特嘉數(shù)控測量系統(tǒng)有限公司,3,研制并已銷售的系列光柵數(shù)顯系統(tǒng)由光柵線位移傳感器和數(shù)兄兩部分組成,于1999年1月26日巾深圳市科委主持了產(chǎn)品鑒定=鑒定獲得通過并得到較好評價(jià)。產(chǎn)品也得到了些用戶的認(rèn)可。
該系列的光柵數(shù)顯測量系統(tǒng)的光柵線位移傳感器,主要開發(fā)了軸承滾動式讀數(shù)頭結(jié)構(gòu)和45=斜置式光柵尺安裝,使之具有良好的滾動性能和抗震能力。讀數(shù)頭采用六3六5系列05強(qiáng)發(fā)射接收光電管以提高效率,信號強(qiáng)而穩(wěn)定。防塵密封橡膠的材料和結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了改進(jìn),避免因采用雙層防護(hù)膠造成阻尼而引發(fā)的精度不穩(wěn)定現(xiàn)象。
數(shù)顯喪的特點(diǎn)是顯和計(jì)數(shù)部分分開,以便下在機(jī)床的安裝和屏蔽。在硬件電路方面采用了大規(guī)??删幊涕T陣列,6來代替細(xì)分電路和計(jì)數(shù)控制電路,從而使電路變得簡單小巧??煽啃蕴岣摺2捎秒p口結(jié)構(gòu),其中個(gè)01用亍鍵盤和坫處理,另個(gè)于功能處理=在軟件方面,充分發(fā)掘了單片機(jī)資源的智能作用,使JV系列數(shù),具有當(dāng)前國外數(shù)顯的*新功能,閂功能。簡易8功能,斜度功能,斜線分孔功能,機(jī)械零位功能,輔助零位功能。誤差計(jì)算和補(bǔ)償功能,碰邊功能等。此外還保留了數(shù)砬的基本功能即置數(shù)清零分中絕對相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,公英制轉(zhuǎn)換等由于采用雙CPU結(jié)構(gòu),所以有兩套單片微機(jī)軟件。在難度較大的功能軟件編制上使程序幾乎可達(dá)到6張字節(jié)長度,具有令人非常滿意的應(yīng)用效果。
來源:中國刀具網(wǎng) 作者:[db:作者]
