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刀具和模具硬铣削加工

时间:2014-06-25  数控技术网  http://tech.cncproduct.com

 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Horn DS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ISO K-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,Horn DS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,并可明显地降低摩擦系数。涂层的重要性在三种要素

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