刀具要按加工對象要求制造高速切削要求刀具制造商認真研究其涂層刀具設計和基體材料。
在切削加工中,把,速+軸大進給和先進的控制軟件者結合起來,不論我們叫它高速切削高速度切削或高能力切削,已經引起制造肚界的廣泛關注。在這種加工方法中,機床和編,雖是個決定成敗的關鍵因素。但不要忽視刀具本身的作用。
在高速下運轉的刀片和整體刀具,都加上了新的重載荷,所以幾代制造和設計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。
稱夾緊熱夾緊和收縮夾緊,目前我們在牛產線有許多!夾緊式銑刀,采用了摩擦力或機構反彈力央緊。但作高速切削時,為使刀片在銑刀內固定住,必須增加夾緊兀件或采用某些強力夾緊系統=在1.肛做過個實驗,把32!1直徑的立銑力。
在5,心,1下運轉時,夾固刀片的螺釘實際上被剪斷廣。這結果顯,在設計高速夾緊機構時,必須考慮7片的作力。
按七1的觀點,某些情況廠高速切削類似于磨削。他說快速深磨時,熱量還沒有來得及傳進工件。材料已被切除。類似現象也發生在高速切削。加,鋁足高速切削的理想應用場合,因為軟金屬不產生太多熱鼠。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床去除。界出1的觀點是聚晶金剛石要比普通硬質合金或涂層硬質合金更好些。尚速切削鋁時。許多用戶都追求優舁的面質量。只要機床穩定,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,用氮化硅做了個試驗。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鑄鐵零件界郵1說高速切削刀具的設計是困難的。因為,從材料選擇切削部分設計刀片夾緊設計直到刀具在機床上的夾持等,每件事都必須做得正確無誤。
刀具設計實際。不僅僅局限于切削部分的設計。對比,心。而8131公司1406,全球標準產品工程部主任也,說我們現在能夠做到超音速銑削,就是因為對銑刀刀體形狀作了獨特設計。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出個袋形孔,使刀片完全封裝在刀體內,沒有個面向銑刀外徑方向敞開。并且采用刀夾時,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。該刀體的開發者,銑削系統高級程師0叩18認為,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9141日咖,1!1塔持認為假如我們使用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,切削力及其對銑刀設汁的影響已變得不太重要。因為,實際作用在刀片上的銑削力,*終可能在數千克力左右,而離心力可產品與技術150認為,模具鋼和其他硬金屬的高速切削,應選用球頭立銑刀。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。整體硬質合金立銑刀細顆粒硬質合金立銑刀,可能還有下1入涂層的細顆粒硬質合金立銑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和他的同事們還認識到,在高速切削時切屑負荷很小,此時切削刃的制備是個重點。他說在非常高的速度下,不能使用強力研磨的切削刃。閃為研磨后的刃口可能比切屑負荷還大。要使切削刃盡量保持鋒利。但球頭立銑刀使用前要經過處理,以去除,微磨屑。
尺如邱,1還做過個超高速切削鈦的探討性試驗。發現高速切削時安全規律也發生廣變化。此時,熔融留在罩內門框內以及靠近托盤的相鄰工件內。所以,高速切削的環境,要求對安全問有更多的注意。
尺6抓30公司材料工藝發展部主任,0打說因為切削溫度隨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。,說當某個工序采用較高的切削速度時,涂層幾乎就成了主要的問。并讓肯定要促使你把103作為涂層的個組成部分。,1出認為,在高溫時。切屑和刀具間的化學反應變成愈來愈繭要的磨損機制,而氧化鋁是抵抗這種反應的*佳材料。
其絕熱件優于丁和丁以。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。因為,隨著速度的不斷提高,加工區溫度趨近材料液相溫度。而加工鋁時,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穩定性不太好,仍能高速切削鋁和硅鋁合金。
般金屬切削過程中可能產生對刀具的熱沖擊,特別在使用冷卻液和或斷續切削時更甚。熱沖擊迫使刀具設計人員重新審視基體材料的選擇。但North指出高速時切削力實際在下降。這樣就促進了抗熱變形更好的基體材料的使用。其結果是,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材料的使用。當然不都達到微顆粒水平,般粒度10!1解釋說在抗磨性和禚性之間要有個折衷。
增加鈷含量使,性提高,但在高速切削時,抗高溫度變形能力變得更為重要。此外,高速切削還促進了金屬陶瓷多數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呀公司旋轉刀具部經理,65提出刀具尺寸愈小,為獲得恰當的切削速度所要求機床主軸轉速愈高。當你擁有許多超,速主軸的機床時,通常應為這些機床配備新代的小直徑整體硬質合金立銑刀,使用改進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的高勝,同時使用超的工作臺速度或進給速度。
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,并采用復合多層,1涂層代替0涂層。因為,0能比01保持更鋒利的切削刃。
產品與技術,印此4丁60如,85在加工55,閿材>吒質保,捎帽竟,灸泰,批可換硬質合金齒冠立銑刀,切削速度120,進給速度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1.51展望將來冗認為在加工鋁時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,預期工業界會采用超大正前角和十分復雜的涂層刀具。
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完全鋒利。輕微的增強性研磨,或倒棱強化。
氧化鋁涂層在刀具面可降低熱效應和摩擦效應。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重大考慮。,16,指出在高速度片的重可能從幾克增加到數千克。而普通刀體上的夾緊機構,不論是楔還是緊固螺釘,都只能安全工作到2130mmm.所以我們根據銑刀直徑標出了主軸每分鐘*高轉數。將來,你會到些夾緊機構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。或者可以利用反向夾緊作用,使銑刀轉得越快,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。類似于燕尾結構,這樣刀片不會飛出去相信,為適應高速切削,刀片基體也要改變。
他說你將會看到愈來愈多的微顆粒基體。因為基體必須和涂層匹配。在高速切削時,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于高速銑削。如3說你將到更,的切削速度,更高的進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,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,我們開發了種復合氧化物涂層氧化鋁和氧化鋯。氧化鋯的熱傳導系數低丁氧化鋁,所以能給予基體更好的保護。
如說及其在,31印如公司的同事們認為,他們在,和,0多層涂復工藝方面,處于**地位。他說我們發現,在0基礎上的多層涂復工藝,能產生非常光潔的面。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,也能用非氧化物作多層涂復。但他認為金剛石涂層要達到工藝成熟還有個過程。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。因為在高速條件下,連接面的應力很大。我無法確定這方面的技術問現在是否已經解決。
假如你在50000,1和進給速度25,的條件下,使用個立銑刀,你要枳心的是安全性平衡刀具機床主軸的聯接切屑的清除機床的剛性以及產生的力等。十分重要的是,你要盡切努力使這些擔心降到*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行速銑削,對于鋁這類輕金屬通常優先選用可轉位式刀片的銑刀體。但若加工鑄鐵,速度達到3048,1加,還采用切鋁的銑刀結構,其切屑將造成可怕的后果。由于這些事態發展,促使我們必須象關注刀片材料涂層幾何角度和刀具聯接那樣,來關注刀體材料。他預計在超高速切削時,刀具制造商可能會轉向采用鈦合金之類強度較的材料制作刀體。
空航天工業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,在現用6000000,1的速度下加工,產生共振問和低的生產宰。由此推動了英國航空航天工業界對生產工藝作了重新審杳。
高速銑削時,*重要的基本要素之是每齒進給量。相當于銑刀每齒每轉的材料切除量。銑77每齒進給量和進給率成正比,與切削速度成反比。假如進給率和切削速度同比增大,則每齒進給量保持不變。
心1公司生產整體焊齒和鑲齒硬質合金銑刀。材料采用含鈷的次微顆粒硬質合金。直徑25,以下的銑刀,都用整體硬質合金棒料制造。直徑較大的,則把硬質合金刀片釬焊到鋼刀體上。
據1沈!1介紹,刀具設計時考慮了*大的心部強度,以保證剛性和減小振動。加,鋁的銑刀。該公司的設計人員采用40,75.的大螺旋角和大前角。而加工硬材料時,則用較小的前角。使用需要時也采用負前角。
0,61叩警告說,有的高削切削刀具采用內冷卻孔把冷卻液輸送至切削刃。但這種方法可能產生平衡和振動問。
高速切削銑刀制造時必須保證高水平的同心度偏心會導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,規定同心度水平為4,如,銑刀直徑大于12,1時,須作動平衡。并達到;1級水平。
0018堅持認為,高速切削時提高1涂層的抗氧化能力至關重要。在極端情況下。高速切削模具鋼65,0時,能引起局部溫度達到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。富鋁氧化物和氧發生反應,并在面形成雙層,化物復蓋,保護了1以面。在丁1以中加人釔,將會進步改善抗氧化性能= 5抓士4公司設計支援和研究部經理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,你要減小切屑負荷和接觸時間。該公口鐵刀類產品生產經理1888,爪認為,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系到切屑的形成和斷屑幾何參數,看來已變得更加必要,因為你需要個鋒利的切削刃來減少面接觸有時單從刀具后而人手不定能達到鋒利要求。還須從斷屑方面同時入手解決。因為你要鋒利刀具。所以必須使切屑形成側的切削刃也鋒利。,涂層的選擇取決于工件的情況,但3如土必的刀具設計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交替使殘余應力降低到可接受水平。整個涂層由多層薄膜逐步形成,以防止裂紋和崩刃。
旋轉刀具部生產經理18615,0,對高速刀具設計提出1個觀點安全性必須在機床和刀只。設計中同時考慮。因此。十分重要的是刀具和機床供應商都要從工藝過程的計劃階段開始。就同用戶緊密協作=沈壯行譯。產品信息種新的光柵數顯測量系統沈福金報道深圳奧特嘉數控測量系統有限公司,3,研制并已銷售的系列光柵數顯系統由光柵線位移傳感器和數兄兩部分組成,于1999年1月26日巾深圳市科委主持了產品鑒定=鑒定獲得通過并得到較好評價。產品也得到了些用戶的認可。
該系列的光柵數顯測量系統的光柵線位移傳感器,主要開發了軸承滾動式讀數頭結構和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。讀數頭采用六3六5系列05強發射接收光電管以提高效率,信號強而穩定。防塵密封橡膠的材料和結構也進行了改進,避免因采用雙層防護膠造成阻尼而引發的精度不穩定現象。
數顯喪的特點是顯和計數部分分開,以便下在機床的安裝和屏蔽。在硬件電路方面采用了大規模可編程門陣列,6來代替細分電路和計數控制電路,從而使電路變得簡單小巧。可靠性提高。采用雙口結構,其中個01用亍鍵盤和坫處理,另個于功能處理=在軟件方面,充分發掘了單片機資源的智能作用,使JV系列數,具有當前國外數顯的*新功能,閂功能。簡易8功能,斜度功能,斜線分孔功能,機械零位功能,輔助零位功能。誤差計算和補償功能,碰邊功能等。此外還保留了數砬的基本功能即置數清零分中絕對相對坐標轉換,公英制轉換等由于采用雙CPU結構,所以有兩套單片微機軟件。在難度較大的功能軟件編制上使程序幾乎可達到6張字節長度,具有令人非常滿意的應用效果。
來源:中國刀具網 作者:[db:作者]