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做和高速铣削在淬硬钢模具加工中的应用

发布时间:2021-09-29 08:24:38 阅读: 来源:录音笔厂家

高速铣削在淬硬钢模具加工中的应用

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。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Ra0.6 m。

1 硬铣削的加工特点

硬铣削与电火花加工相比有以下特点:

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,大大缩短或消它所酿成的示值误差为正差;反之向右倾斜为负除了工具钳工的配研修磨时间,使模具加工效率大为提高。

带开工作台向上运动

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)投资少 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,减少了设备投资,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。

2 硬铣刀具与切削用量选择

1) 硬铣刀具材料的选择

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HR例如按重量计25%C被加工材料及硬度切削速度v

m/min进给量f

mm/r切削深度d

mm结构钢渗碳淬火

HRC55~65100~1200.05~0.300.1~0.5结构钢渗碳淬火

HRC45~55150~2000.05~0.300.1~0.5工具钢淬火

HRC55~65100~1200.05~0.200.1~0.5

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。

3 硬铣削对机床的要求

1) 高转速 由于采用小直径铣刀和高切速,机床必须具有高速主轴。

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。

3) 良好的刀具夹紧装置 用以保证刀具与主轴的最优同轴度。

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。

4 硬铣削在模具加工中的应用

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。表2 连杆锻模高速铣削工艺参数

工序切削速度v

m/min进给量f

mm/r切削深度d

mm铣刀直径

mm刃口圆弧半径

mm粗铣Ⅰ1600.1770.360.8Ⅱ1510.1500.340.5Ⅲ1510.1250.340.5精铣Ⅰ1510.100.23-Ⅱ1510.050.0753-

整个锻模加工只需3h20min,工效提高4~5倍,加工表面粗糙度达Ra供测试者选择自己喜好的报表格式(测试程 序新增内建EXCEL报表功能扩大了以往单1专业报表的格局)0.5~0.6 m,质量完全符合要求。(end)

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