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正确选 择模具加工刀具策略研究解析

发布日期:2015-10-27 浏览次数:3782

当今的 机械加工市场对加工效率和加工成本提出了更严苛的要求,模具制 造业对此已习以为常。模具制 造商不仅要面对低迷的经济,而且要 面对竞争激烈的全球市场,在这个市场中,需要加工的工件、使用的 机床以及工件材料正变得越来越复杂。

随着技术的快速进步,人们可 能会忽略市场上层出不穷的各种刀具新产品。硬质合 金刀具制造商不断改进刀具几何形状设计,不断更新其刀具技术,模具制 造商可以为其模具加工选择各种不同的刀具。铣刀的种类五花八门,从专用 铣刀到可以加工多种材料、适合多 种加工的通用铣刀。以下介 绍两种模具铣削加工趋势、铣削刀具及其应用。

铝合金的面铣加工

如今,在模具加工行业,制造商 用铝合金材料代替模具钢制造注塑模具的情况已十分常见。与钢制模具相比,铝合金 模具更容易制造,更容易操作使用,收回成 本的时间也更短,而且在大多数情况下,用其注 塑加工出来的塑料制品质量也更好。由于铝 合金有其独特的性能,因此需 要采用与加工模具钢截然不同的加工方法。

铣刀及 其几何形状多种多样,如何知 道哪种铣刀最适合你的铝合金模具加工?应该选 用哪种刀具几何形状和刀片牌号?如何才 能延长刀具寿命?

(1)选择正 确的刀具几何形状

在大多 数铝合金加工中,通常都 应该选择具有锋利切削刃的刀具几何形状,以实现 对工件材料的剪切加工。与此相反,如果选 择经过钝化处理的切削刃,则会对 工件材料产生推挤作用。采用大 正前角几何形状可以减小切削负荷和与工件的粘附,同时延 长刀片的加工寿命。

(2)选择正确的刀片牌号

在切削加工中,铝合金 具有发生粘连的倾向。正确选 择刀片牌号可以提高刀具寿命和加工表面质量。选用涂层刀片(如标准的CVD或PVD涂层刀片)可能会 产生不必要的积屑瘤。而选用高硬度、经过镜 面处理的光滑表面非涂层刀片,则会获 得较长的刀具寿命。现在许 多刀具制造商都能提供此类刀片或类似的技术。

不过,也有一 些涂层刀片是为加工有色金属材料而专门开发的。类金刚石碳(DLC)涂层和 金刚石涂层刀片就是两种利用涂层来延长刀具寿命、改善加 工表面粗糙度的涂层刀片。尽管这 些涂层刀片价格不菲,但用户 可以期望获得更好的表面粗糙度和刀具寿命--类金刚石碳(DLC)涂层刀 片可使刀具寿命提高大约2-4 倍,金刚石 涂层刀片则能提高大约5-7倍。

最佳刀 具几何形状与刀片牌号的正确组合,可以获 得较长的刀具寿命、较好的 表面质量和较小的粘连。选用合 适的加工机床和夹持系统,还能最 大限度地提高可转位刀片的加工能力,有些非 涂层硬质合金刀具甚至能达到4,000sfm以上的表面切削速度。

模具钢 的大进给铣削加工

如今,在模具加工车间,一个经 常听到的问题是:你的金 属去除量有多大,去除速度有多快?这就会 引出下一个话题:大进给铣削。采用大 进给刀具进行铣削加工,可以获 得加工效率和成本上的优势。实际上,与常规铣削相比,大进给 铣削的金属去除率可提高2-3倍。现在,许多新 型数控加工机床都具有更高的刚性和更大的功率,使工艺 师们可以采用大进给技术进行高效铣削。

为了实现高效加工,用于大 进给铣削的硬质合金刀片通常具有几个特点。过去,许多模 具加工车间的铣削加工都采用圆刀片。最近,许多刀 具制造商都推出了可达到比传统圆刀片更高进给率的新型刀片。为了成 功而安全地实现大进给铣削,这些刀 片具有一些必不可少的的特点。

大进给 铣刀片通常都具有坚固结实的几何形状。三角形 刀片在大进给铣削中十分常见。这些刀 片通常具有较大的刀尖圆弧半径和刀片厚度,以及较小的切入角(>45°)。这些特 点的优化组合使工艺师在铣削加工时可以采用更高的进给率(更小的切深)--在某些情况下可高达3mm/每齿。

市场上 有一些刀具还采用了一种更坚固耐用的双面负型刀片,进一步 提高了铣刀片的加工能力。目前,采用具 有正几何形状的负型铣刀片已成为铣削加工的一种流行趋势。

负型刀 片的共同特点是:刀片通常比较厚,并具有正的几何形状。采用双 面刀片加工具有许多优点。最显而 易见的一个优点是,刀片上 可用的刀尖数量增加了一倍(从而更符合“绿色加工”的流行趋势);此外,另一个 优点是刀片变得更为结实耐用。实际上,如果使用方法正确,采用某 些负型铣刀能够延长刀具寿命。在某些 大进给铣刀的设计中,与采用单面刀片相比,双面负 型刀片确实能够减小切削力。

在不断 演变的模具加工行业,提高生 产率和加工效率对于保持竞争优势至关重要。正确选择切削刀具,可以使 模具制造商充分发挥加工机床的最大潜能,实现更 高的生产率和加工效率.

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