淬硬模具的高速加工藝怨级,有些人還沒有掌握這項技術茅主,但是只要遵循一些基本的準則就可以很好地應用該項技術纵刘,并能充分發(fā)揮它的優(yōu)越性穴翩,收到良好的效果犬第。本文作者全面地介紹了其中主要的工藝因素:機床、刀具芒帕、刀柄和編程歉嗓。
模具加工主要有三種工藝:軟加工、硬加工和電加工副签,根據(jù)模具的結構遥椿、硬度來決定采用哪種方法或者是它們的組合。
當模具很大淆储、很深時舶卧,淬火前的粗加工、半精加工用軟加工恍像,淬火后的精加工用硬加工乔胆;小的、淺的模具可以在淬火后一次性銑成常携。如果模具壁很薄济季、模腔又很深,則采用電加工础呈。
一韭购、刀具的選擇:
加工淬硬模具時,正確選擇銑刀很重要矛枚。有三種基本類型的銑刀:球頭銑刀膜狈、圓角平頭銑刀和尖角平頭銑刀。通常阴默,首選刀具是球頭立銑刀缺沿。球頭的大圓弧形狀可以分散高速加工淬硬金屬時作用在刀刃上的切削力和切削熱,并且加工出來的曲面較接近所需的形狀稚补。
如果模腔有一個大而平的底面童叠,則在用球頭立銑刀粗加工后,應使用圓角平頭銑刀课幕,這種刀具對力和熱的分散效果比球頭立銑刀差厦坛。光角平頭銑刀用在加工需要清根的部位,是在球頭立銑刀或圓角平頭銑刀已切出了盡可能多的余量之后再進行清根乍惊,這種刀具的光角很容易崩刃粪般。
刀具的剛性很重要拼余,為了增加小直徑銑刀的剛性,刀柄的直徑做得比刀具直徑大許多亩歹,以改善加工光潔度和延長刀具壽命匙监;刀具裝夾的懸伸長度應盡可能短。
其次小作,刀柄的形狀應適應模具的結構亭姥。通常應保持銑刀與工件的側面有半度的間隙,例如工件的側面是3°的斜面顾稀,則刀柄的外形做成5/2°达罗,以獲取最大的剛性。如果工件的側面是90°的直面陋沫,則刀柄應采用細頸結構放干。
二、減少切削熱:
過多的切削熱會使工件變形岁之,降低加工精度闹彩。減少熱量的一個方法是控制每次走刀的間距。
對于粗加工估宏,走刀間距S應等于銑刀直徑的25%~40%投充。而對于精加工,走刀間距可根據(jù)給定的刀痕高度H進行計算芙卸。
走刀間距的大小決定了每條刀刃在每一轉里參與切削的時間長短敷液,或者說不參與切削的時間即冷卻時間的長短,因此決定了積聚在刀具里熱量的多少后摧。走刀間距大粱祟,刀刃在每一轉里切削時間多,冷卻時間少咙驾,使熱量不斷積聚持偏,刀具溫度升高;反之豺鼻,小的走刀間距可限制熱量的產生和積聚综液。因此款慨,通過調節(jié)走刀間距的大小儒飒,可以控制熱量和刀具的溫度,并進一步提高切削速度而使切削溫度仍低于涂層能承受的最高溫度檩奠。
另一方面桩了,還可以選擇新的涂層,使刀具能承受更高的切削溫度埠戳,即使用更高的切削速度井誉。例如TiCN涂層的最高工件溫度是400℃(720F)蕉扮,而TiAIN是800℃(1470F),由于它耐熱性好颗圣,所以喳钟,TiAIN涂層更適用于高速加工淬硬的模具。
切削速度和進給量也是控制熱量的關鍵因素在岂,厚的切屑帶走的熱量多奔则,留給工件的熱量較少。如果切屑太薄滋箫,刀具在工件上擠壓摩擦會導致工件發(fā)熱汹囱。此外,大的切削截面可延長刀具壽命箕径,提高生產效率陡料。
三、刀具的耐用度和裝夾:
用鈍的刀具必須及時更換迅督,那么怎樣來判斷刀具的磨損呢?通撑愫保可通過肉眼來觀察:當?shù)毒哂免g時,切削時刀頭部位會變紅角术,表明力和溫度都已超載灰铅。開始時這種灼紅的顏色只出現(xiàn)在刀尖的部位和材料切除量大的地方,時現(xiàn)時無持结,到磨鈍時可以看到刀頭部位持續(xù)發(fā)紅概栗。為便于看清這種紅色,觀察時可把機床照明關掉惋粟。
正確裝夾銑刀對于淬硬模具加工十分重要犁柜,這涉及刀柄的公差、刀柄與刀夾的配合堂淡、安裝后的徑跳等因素馋缅。刀柄與刀夾適當?shù)呐浜瞎羁杀WC夾持的剛性、精度和一致性绢淀。為此萤悴,刀柄的制造公差應是-0.0025mm到-0.005mm,結構應適合熱縮裝夾皆的;而標準規(guī)定的公差高達-0.0125mm覆履,這會導致過大的徑向跳動。此外费薄,刀柄的圓度至少應保持在±0.00625mm硝全。
裝夾后的徑向跳動造成切削負荷不均勻,有的刀刃負荷大楞抡,而另一部分刀刃負荷小伟众,后者是淬硬模具加工最忌諱的析藕。由徑跳引起的振動會造成機床的顫振和刀具崩刃,因此要嚴格控制刀具的徑跳凳厢,并應注意不要把刀柄拋光诱紫,因為刀柄拋光會降低夾持的可靠性。
四纹站、高性能的機床:
在高效加工淬硬模具時鳖灰,不應忽略對機床的要求,盡管淬硬工件也可以在一臺落后的低速的機床上加工征离,但效率很低潦春。如果機床的主軸轉速較低,那么其進給速度相應也低引继,因此使用剛性好的材哺、精度高的機床才能取得好的效果。
模具加工機床的數(shù)控系統(tǒng)需要處理大量的數(shù)據(jù)广莉,在考慮購買新機床時要關注數(shù)控系統(tǒng)的性能恨摩,在高的進給速度時,系統(tǒng)應具備高的加德检、減速補償能力屋嘉。機床的加工效率還與數(shù)據(jù)處理的速度、伺服系統(tǒng)響應的快慢澎灸、插值運算的速度院塞、反饋系統(tǒng)的分辨率和運動部件的質量等因素有關。
五性昭、編程要點:
加工模具時拦止,刀具切入的方式即刀具受力的狀況取決于數(shù)控編程,因此糜颠,編程是高效加工淬硬鋼的關鍵之一汹族。刀具切入模具的路徑應采用螺旋插補,這樣的切入過程較平穩(wěn)其兴。在不能采用從側面或螺旋切入的場合顶瞒,應采用斜波切入,避免軸向切入元旬。編程還決定了徑向走刀的大小和切削深度榴徐。
總之,要實現(xiàn)淬硬鋼的高效加工法绵,需要合理地應用機床箕速、刀具酪碘、刀夾和編程技術熏萎,把每一個因素都考慮周到才能達到預期的理想效果茵箩。
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