機夾圓弧刃立銑刀的優(yōu)勢
與球頭立銑刀相比,圓弧刃立銑刀的幾何形狀在加工表面粗糙度上具有優(yōu)勢。
在刀尖高度與球頭立銑刀相同的情況下,由于周期進(jìn)給可增加幾倍,因此可縮短加工長(cháng)度,大幅節省加工時(shí)間。此外,如果底R相同,在刀具不發(fā)生干涉的前提下,可以使用直徑大于球頭立銑刀的圓弧刀立銑刀,在刀具剛性方面更為有利。在等高線(xiàn)加工中,球頭立銑刀的加工深度越大,切削刃的接觸長(cháng)度就越長(cháng),導致切削抗力增大,容易產(chǎn)生高頻振動(dòng);而機夾圓弧刃立銑刀有倒錐度,切削刃接觸長(cháng)度短,故切削抗力較小。此外,球頭立銑刀在小切深條件下切削時(shí),與用機夾圓弧刃立銑刀切削相同面積相比,靠近中心附近的切削刃的切削長(cháng)度要長(cháng)幾倍;切削速度較低的橫刃附近磨損及破損較大,使加工表面粗糙度惡化。由于機夾圓弧刃立銑刀是以切削速度高的外圓R部分參與切削,因此能夠實(shí)現粘屑很少的穩定銑削加工。
研究開(kāi)發(fā)目的
在注塑模、壓鑄模的加工中,大多使用小直徑立銑刀,尤其對深模腔的加工相當困難。開(kāi)發(fā)小直徑可轉位大進(jìn)給圓弧刀立銑刀的目的,是開(kāi)發(fā)出優(yōu)于現有的整體式圓弧刃和球頭立銑刀、能適應從粗銑到精銑、具有優(yōu)異切削性能、高精度和剛性好的刀具。要求在高剛性、高精度的硬質(zhì)合金刀桿上裝上能實(shí)現大進(jìn)給的高精度刀片,就能完成大進(jìn)給量的半精加工和小進(jìn)給量的精加工。
大進(jìn)給機夾圓弧刃立銑刀的特點(diǎn)
如果用兩個(gè)小刀片構成機夾圓弧刃立銑刀,由于緊固螺釘小,刀片和刀體的厚度也較小,因此刀具的強度不足。而新型大進(jìn)給機夾圓弧刃立銑刀是采用一個(gè)刀片,并利用一種高精度、高可靠性?shī)A持機構牢固地夾緊在硬質(zhì)合金刀體上。該刀具具有以下特點(diǎn):
①采用新開(kāi)發(fā)的DV涂層,刀具壽命長(cháng)
DV涂層和原有涂層的特性列于表1.與原有涂層產(chǎn)品比較,耐磨、耐熱性能提高,上了一個(gè)新臺階,特別是在產(chǎn)生大量切削熱的大進(jìn)給干式切削時(shí),抗氧化性能優(yōu)良的DV涂層非常有效。今后打算將該涂層應用于新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。
各種涂層材料特性
涂層種類(lèi):TiN-TiCN-TiAlN-DV涂層
維氏硬度(HV):2200-2400-2900-3500
氧化開(kāi)始溫度(℃):400~500-300~400-700~800-1000以上
②采用正前角切削刃,切削抗力小,切削性能超群
由于切削刃R部分45°方向為正前角,因此在軸向上也為正前角。此外,外圓上有倒錐,能夠減小深模腔加工的切削抗力。銑削S50C鋼材時(shí)(工件材質(zhì):S50C;刀具直徑:φ16mm;N=4576/min;Vc=230m/min;f=1.2mm/r;Ap=0.6mm;Ae=8mm),與B公司的大進(jìn)給銑刀切削抗力相比,HRM型機夾圓弧刃立銑刀的切削抗力降低了35%。
③刀片精度達到整體立銑刀精度等級
由于在高精度刀體上使用高精度刀片,能用于粗銑到半精銑加工,將過(guò)去粗銑與精銑分開(kāi)加工集約到一把大進(jìn)給銑削用機夾圓弧刃立銑刀上。
④能夠實(shí)現從非淬硬鋼到淬硬鋼的高速大進(jìn)給銑削加工
正前角切削刃能實(shí)現淬硬鋼模具深模腔的高速大進(jìn)給銑削加工。加工中,采用負前角切削刃的刀具切削抗力大,易導致高頻振動(dòng),因此目前的現狀是采用低速、小切深銑削加工。
HRM型大進(jìn)給機夾圓弧刃立銑刀采用正前角切削刃,改善了切削性能,采用耐熱性和韌性?xún)?yōu)良的C8015 DV涂層與硬質(zhì)合金刀桿的組合,能夠實(shí)現高速、大進(jìn)給銑削加工。此外,可選擇硬質(zhì)合金一體型(RVM型)、模塊式刀頭(MRN型)、全硬質(zhì)合金刀桿(MSN型)等組合。
加工實(shí)例
①加工實(shí)例1
自硬鋼高效銑削加工實(shí)例:加工汽車(chē)內控制盤(pán)注塑模凹腔(樹(shù)脂型,牌號SD61(J1S SCM系),硬度HRC28)時(shí),刀具懸伸量較大,加工深度達70mm,加工條件苛刻(切削速度(轉速):181m/min(3600/min);進(jìn)給速度(進(jìn)給量):4000mm/min(1.1mm/r);切深Ap:0.05mm(傾斜30°搜企網(wǎng)版權所有,加工深度70mm);切削寬度Ae:8mm;冷卻方式:風(fēng)冷;加工機床:臥式加工中心),但與原有刀具相比,加工時(shí)間可減少一半以上。與其他公司刀具比較,加工時(shí)間減少一半多;刀具懸伸大時(shí),切削噪音小,不產(chǎn)生高頻振動(dòng),切削狀態(tài)良好。
②加工實(shí)例2
用HRM型機夾圓弧刃立銑刀和其他公司的整體圓弧刃立銑刀高速大進(jìn)給銑削SKD61淬硬鋼(HRC49)模具時(shí)(工件材質(zhì):SKD61(HRC49);刀具直徑:φ16mm;N=2984/min;Vc=150m/min;Vf=3851mm/min;f=1.2mm/r;Ap=0.25mm;Ae=8.4mm;L=80m;順銑;風(fēng)冷),為使加工條件相同,將刀具頸部以下長(cháng)度設定為80mm.刀具壽命的對比結果表明,整體立銑刀的磨損與加工長(cháng)度成正比;而HRM型刀具從切削長(cháng)度100m后進(jìn)入穩定磨損狀態(tài),其后磨損沒(méi)有增大,切削長(cháng)度達280m時(shí)的最大磨損量才0.11mm,仍可繼續切削,性能優(yōu)于整體立銑刀。
大進(jìn)給機夾圓弧刃立銑刀使用方法(基本標準切削條件的確定)
使用注意事項:在數控刀具懸伸量較大的條件下,機床剛性不足而產(chǎn)生高頻振動(dòng)時(shí),保持每轉進(jìn)給量及銑削速度不變,首先選擇減小切深量Ap.穩定切削速度(從低到高)的方法請參照產(chǎn)品樣本,F已開(kāi)始銷(xiāo)售的大進(jìn)給機夾圓弧刃立銑刀尺寸規格為φ8-φ20mm(共5個(gè)規格)。
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