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高速铣加工刀具那些事儿!

文章出处: 人气:发表时间:2020-10-27 00:01
刀具振动直接影响加工所获得的表面质量。因此,极其重要的是:在HSM精加工过程中具有均匀的切削力特性,以便不引发刀具振动。相邻几何特性对切削力均匀性有积极的影响。

•  同轴度好有利于负载在切削刃上均匀分布
•  较大的切削刃重叠有利于获得均匀的切削力特性(较大螺旋角和槽数)
•  短切削长度有利于获得较好的刚性(相对于机床陡壁,轴的直径被减小一点)
•  芯部横截面状态最好,槽口处的应力集中最小
还可以使用HSM加工高强度材料,这意味着抗变形能力随着待加工材料硬度的增加而增大。切削刃上负载增加,要求对切削刃的几何形状进行稳定的设计。然而,高速切削状态下在工件表面的自由区域还将产生更多的摩擦热,这意味着必须减小刀具的间隙角。因此,增加切削刃的稳定性只能通过减小斜角的方式实现。在材料很硬、刀具材料很脆的情况下,甚至可能导致负的斜角。
精确配合的半径在刀刃尖部磨削,以避免突然变热时达到红热状态或者切削刃局部断裂。
如果对加工工件的形状精度要求很高,则所用精加工刀具的球部半径对于待加工工件的形状精度有直接的影响。因此,作为基本条件,在非常精密零件的精加工过程中使用具有非常严格半径公差(在微米范围内)的刀具是非常重要的。

材料和涂层:
要采用一个原理:所用刀具材料必须比待加工材料硬。工件材料与刀具材料之间的硬度差越大,刀具磨损越小,刀具使用寿命越长。
因为局部温度很高,还必须保证刀具材料具有抗氧化性。较大热负载波动和对刀具材料抗氧化性的要求使得最终需要在精细颗粒硬质合金刀具上进行涂层。经过试用和试验的涂层系统,如使用 TiN、TiCN 和 TiAlCN 在 HSM 加工中迅速体现了其高速加工的性能。
因此,多种成分的涂层系统被研制出来,它基于高铝含量氮化物、结合其它元素如钇、钒或钽。使用纳米层结构、CBN 和 PKD,还可以达到更高的性能。


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