1.求一篇有关于“硬质合金刀具”的论文内容可涉及国内外刀具材料的最
硬质合金刀具 金属切削加工是用刀具从金属材料(毛坯)上切除多余的部分,目前除了很少一部分零件是采用精密铸造和精密锻造方法获取外,绝大部分零件还是通过刀具切削加工完成。
因此,如何提高刀具的性能对保证零件质量、提高劳动生产率、降低成本有着重要的意义。 目前所使用的金属切削刀具中常见的有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等,其中硬质合金的主要成分是碳化钨(WC)和钴(CO),碳化钨的熔点很高,所以硬质合金不仅硬度高,而且能耐高温,切削速度可以比高速钢高4-10倍多,是目前金属切刀削刀具中所使用的主要材料。
硬质合金刀具优点是硬度高,耐热性好、较耐磨,但硬质合金材料性脆、怕冲击、强度和韧性低,对冲击和振动敏感,在加工冲击和振动大的零件时无法使用,只能用切削速度不高的高速钢等。如果能提高硬质合金的强度和韧性及冲击性,在机械加工中对提高生产率,降低成本作用非常大。
。 怎样才能提高硬质合金的机械性能。
我们知道,金属结构是一种多晶体结构,原子排列方位基本一致,但外形不规则的小晶体称为晶粒,晶粒和晶粒之间的界面,称为晶界。晶界处的原子排列是不规则的,晶格处于歪扭状态,对金属的塑性变形起阻碍作用,晶粒愈细小晶界愈多,金属的强度、硬度越高,塑性和韧性也越高。
而现在加工硬质合金的普遍方法是把碳化钨(WC)和钴(Co)粉末压制成型之后用高温烧结,这样作出的金属晶粒在几微米之间(1微米=1000纳米)。 根据以上理论我们把试验定为二个阶段,制粉和烧结,制粉从2000年六月起,经过二百多次试验,一千多小时的试验记录,用高能球磨机解决了制粉过程中遇到的氧化、团聚、污染、冷焊等难题,使其合金化后碳化钨和钴的合金颗粒在30-50纳米之间。
机械合金化就是把两种或两种以上物质放入球磨罐中,进行高能球磨,粉末颗粒经压延、压合又碾碎,再压合的反复过程,最后获得组织和成分分布均匀,原子间结合非常好的合金粉末,这是最近几年比较流行的制作合金方法,它可以把传统方法无法作出的材料合金化(如铜和铁等),用这种方法作出的钨钴合金的结构质量要远远高于用普通方法作出的质量。 第二个问题是烧结,开始我们把钨钴纳米粉末采用普通方法烧结,在烧结过程中晶粒长大很难控制,经分析后认为在长达几小时的高温烧结过程里,原子作不规则运动,有些原子聚集到一起并按一定规则排列,形成自发晶核,所以晶粒变大,因此要想控制晶粒长大,就要在尽可能短的时间达到烧结温度,减少烧结时间。
能满足要求的方案我们认为目前只有用大电流烧结,前期我们用电焊机改装了一个烧结装置,实验的结果比较满意,把晶粒控制在100-300纳米之间,但还不够理想,电流要是再大一些,对防止晶粒长大可能还要好一些,因此我们共同设计了一套真空、等静压脉冲烧结设备,真空是为了防止高温氧化,加压是在烧结过程中把烧结块里面的气体排出,使其密度增大,内部质量更好,采用脉冲电源是为了更好的控制电流,最终使晶粒稳定在50-100纳米之间,此设备在制造,四月可完成,,在国外日本和以色列搞过研究,以色列的硬质合金刀具晶粒在300纳米以上,在国际市场上非常有名,占领很大的市场份额,而我国是世界上最主要钨和钴的产地如能搞好此项目意义非常大。 。
2.求一篇有关于“硬质合金刀具”的论文
硬质合金刀具
金属切削加工是用刀具从金属材料(毛坯)上切除多余的部分,目前除了很少一部分零件是采用精密铸造和精密锻造方法获取外,绝大部分零件还是通过刀具切削加工完成。因此,如何提高刀具的性能对保证零件质量、提高劳动生产率、降低成本有着重要的意义。目前所使用的金属切削刀具中常见的有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金等,其中硬质合金的主要成分是碳化钨(WC)和钴(CO),碳化钨的熔点很高,所以硬质合金不仅硬度高,而且能耐高温,切削速度可以比高速钢高4-10倍多,是目前金属切刀削刀具中所使用的主要材料。
硬质合金刀具优点是硬度高,耐热性好、较耐磨,但硬质合金材料性脆、怕冲击、强度和韧性低,对冲击和振动敏感,在加工冲击和振动大的零件时无法使用,只能用切削速度不高的高速钢等。如果能提高硬质合金的强度和韧性及冲击性,在机械加工中对提高生产率,降低成本作用非常大。
而现在加工硬质合金的普遍方法是把碳化钨(WC)和钴(Co)粉末压制成型之后用高温烧结,这样作出的金属晶粒在几微米之间(1微米=1000纳米)。
根据以上理论我们把试验定为二个阶段,制粉和烧结,制粉从2000年六月起,经过二百多次试验,一千多小时的试验记录,用高能球磨机解决了制粉过程中遇到的氧化、团聚、污染、冷焊等难题,使其合金化后碳化钨和钴的合金颗粒在30-50纳米之间。
机械合金化就是把两种或两种以上物质放入球磨罐中,进行高能球磨,粉末颗粒经压延、压合又碾碎,再压合的反复过程,最后获得组织和成分分布均匀,原子间结合非常好的合金粉末,这是最近几年比较流行的制作合金方法,它可以把传统方法无法作出的材料合金化(如铜和铁等),用这种方法作出的钨钴合金的结构质量要远远高于用普通方法作出的质量。第二个问题是烧结,开始我们把钨钴纳米粉末采用普通方法烧结,在烧结过程中晶粒长大很难控制,经分析后认为在长达几小时的高温烧结过程里,原子作不规则运动,有些原子聚集到一起并按一定规则排列,形成自发晶核,所以晶粒变大,因此要想控制晶粒长大,就要在尽可能短的时间达到烧结温度,减少烧结时间。能满足要求的方案我们认为目前只有用大电流烧结,前期我们用电焊机改装了一个烧结装置,实验的结果比较满意,把晶粒控制在100-300纳米之间,但还不够理想,电流要是再大一些,对防止晶粒长大可能还要好一些,因此我们共同设计了一套真空、等静压脉冲烧结设备,真空是为了防止高温氧化,加压是在烧结过程中把烧结块里面的气体排出,使其密度增大,内部质量更好,采用脉冲电源是为了更好的控制电流,最终使晶粒稳定在50-100纳米之间,此设备在制造,四月可完成,,在国外日本和以色列搞过研究,以色列的硬质合金刀具晶粒在300纳米以上,在国际市场上非常有名,占领很大的市场份额,而我国是世界上最主要钨和钴的产地如能搞好此项目意义非常大。
3.谁帮写篇关于PCBN刀具应用研究的论文?
PCBN刀具的使用技术研究
A Research of the Application of PCBN Tools
论文作者 潘军
论文导师 张弘弢,论文学位 硕士,论文专业 机械电子工程
论文单位 大连理工大学,点击次数 0,论文页数 76页File Size6741k
2005-03-05论文网 PCBN;正交试验;可靠性;遗传算法;切削用量;小生境技术;优化
PCBN; orthogonal experiment; reliability; cutting parameter; optimization
切削加工是一种重要的机械制造方法。随着信息技术的发展,传统的切削加工技术已经逐渐为新兴的现代切削加工技术所取代。制造企业在应用高速切削、硬态切削以及干切削技术中获得了巨大的经济效益。现代切削加工技术得以实现的一个重要因素就是新材料刀具的推广使用。应用于传统切削加工的高速钢刀具已经全面的被应用于现代切削加工中的硬质合金刀具、陶瓷刀具、涂层刀具以及超硬刀具所取代。PCBN刀具是一种重要的超硬材料刀具,被广泛认为是应用于现代切削加工的理想刀具材料。但是其在我国的应用水平远远落后于发达国家。 本论文在绪论部分简要总结了现代切削技术各个领域的发展现状,回顾了新材料刀具的发展与应用。论文的第二章介绍了PCBN刀具的制造及其优良的切削性能,并对前人在PCBN刀具的两个主要的应用领域内的研究工作进行了全面的回顾和总结。论文的第三章研究了PCBN刀具的设计问题,通过正交试验设计方法安排切削试验,根据试验数据研究了PCBN刀具设计中的刀具几何参数的设计问题。指出在刀具几何参数中对PCBN刀具寿命影响程度大小的顺序依次为钝圆程度、倒棱角度、刃倾角和刀尖圆弧半径,发现倒棱底部钝圆的PCBN刀具的磨损速度,会在刀具磨损达到一定程度后大大增加。论文的第四章研究了生产加工的建模问题,提出了一种新的基于刀具可靠性的最大生产率模型。并且根据前人的试验数据,给出PCBN刀具的可靠性随切削用量和使用时间发生变化时的计算公式。论文的第五章依据第四章中的新的切削加工模型建立目标函数,并通过一种改进的小生境遗传算法解决了PCBN刀具镗削加工HT250机体电机孔时的切削用量优化问题,优化结果和原切削用量相比具有明显的经济优势。
还有几篇,可以参考:
4.急求:“铣削加工刀具的特点及刀具材料分析”的论文?
了适应制造技术所面临的产品日益多样化、更高的生产效率和环保的要求,相继出现了高速切削、干式切削等新的加工技术。高速切削技术使加工过程中的切削时间显著减少,这是采用了新的刀具材料和涂层所取得的效果。
提高生产率另一种办法就是尽可能减少辅助时间。首先,把复杂零件分解为很多工序并采用很多刀具的加工工艺方法占了很多换刀时间和工序前后的传送时间。减少这些时间对提高生产率就有现实意义。其中一个已被证实了很有效的做法就是用多功能的组合刀具取代功能单一的标准刀具,而正确选{TodayHot}择和合理使用组合刀具才会取得应有的效果。
目前越来越复杂的组合刀具结构被用户所认可。为推动组合刀具的发展和扩大使用范围,刀具制造商在开发这些刀具的同时,必须考虑到用户可能遇到的种种问题,寻求解决办法,采取种种措施,包括开发有一定柔性的可控的刀具、开发新的涂层技术、刀具材料和几何形状,为降低刀具成本,甚至可把刀具的生产基地转移到制造成本低的地区去生产。
但是有柔性的组合刀具只有在不需改造机床或与控制系统能顺利连接时才得以推广;新的组合刀具将把与加工效率有关的每个因素,如基体材料、涂层材料、几何形状等因素,都应针对具体的加工对象予以最佳化,形成综合优势。与此同时,由于辅助时间的节省而提高了这些优势的利用程度,取得提高生产率的效果。这种把提高切削效率和减少辅助时间综合应用的趋势,将推动组合刀具更广泛的应用
(1)刀具材料
高速铣削要求高速刀具材料与被加工材料必须有较小的化学亲和力,具有良好的热稳定性、抗冲击性、耐磨性、抗热疲劳性,并具有优良的力学性能等。
目前,用于高速硬铣削的刀具材料主要有聚晶立方氮化硼(PCBN)、陶瓷、新型硬质合金和涂层硬质合金等,应根据模具材料、刀具几何形状、切削条件三大因素来选择刀具材料。
由于聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具具有很高的硬度和耐磨性,因而适合于高速切削淬硬钢。在加工硬度低于50HRC的工件时,PCBN刀具形成的切屑为长条形,在刀具表面产生月洼磨损,从而缩短刀具寿命。因此,PCBN刀具适合加工硬度高于55~65HRC的材料。
陶瓷刀具的成本低于PCBN刀具,具有良好的热化学稳定性,但其韧性和硬度不如PCBN刀具好。因此,陶瓷刀具比较适合加工相对比较软的材料(HRC≤50)。新型硬质合金和涂层硬质合金刀具成本较低,但切削硬度不如PCBN刀具和陶瓷刀具,一般在40~50HRC之间。
从目前研究情况看,在所有模具高速切削刀具材料中,聚晶立方氮化硼(PCBN)刀具的性能较好,是进行淬硬钢模具加工的主要刀具材料。
(2)刀具几何参数选择
当刀具材料选定后,刀具几何参数的选择对刀具的寿命和切削速度有较大的影响,一般应选择强度尽可能大的刀片形状,刀尖圆弧半径也尽可能大。
与普通铣削相比,高速铣削时前角应小10°,后角应大5°~8°。高速铣削时,根据加工材料不同刀具的合理参数也不同,在加工淬硬钢时,起重要作用的刀具几何角度是前角γ0和后角α0。高速铣削时合理的前角γ0和后角α0经验值见表1。
表1不同材料的高速切削加工刀具合理的γ0、α0值
工件材料-γ0-α0
铝合金-12°~15°-13°~15°
钢-0°~5°-12°~16°
铸铁-0°-12°
另外,硬切削的切削力大,除要求刀片强度外,对刀杆强度和刚度要求也高。
通过对刀具材料及几何参数、刀具损坏与检测、刀具与机床的连接技术、刀具安全性四个方面分析了高速铣削淬硬模具时对刀具的要求,只有解决好高速铣削刀具这些问题,才有利于模具高速铣削加工技术的推广应用。
5.合金研究性学习论文 `````请大家帮忙
据介绍,进入空间轨道的航天运载器每减轻1kg,其发射费用将节省约2万美元,因此结构减重在航天领域可谓“克克计较”。战斗机重量若减轻15%,则可缩短飞机滑跑距离15%,增加航程20%,提高有效载荷30%。因此,世界各国十分重视研制和开发航空航天用轻质结构材料。锂的密度约为水的一半,是最轻的金属元素,在铝合金中每加入1%的锂,可使合金密度降低3%,刚度提高6%。据推算,如果采用先进铝锂合金取代传统铝合金制造波音飞机,重量可以减轻14.6%,燃料节省5.4%,飞机成本将下降2.1%,每架飞机每年的飞行费用将降低2.2%。因此,铝锂合金被认为是航空航天最理想的结构材料。二十世纪八十年代,在全世界范围内掀起了铝锂合金研究的高潮。但由于铝锂合金的特殊应用背景,铝锂合金研究中的关键技术各国高度保密。
基于铝锂合金在国防及航空航天领域应用的巨大潜力,以中南大学材料科学与工程学院郑子樵教授为学术带头人的课题组在国家科技攻关计划的支持下,从“七五”开始率先在国内开展铝锂合金研究,并坚持不懈地连续进行了四个“五年”计划的研究。铝锂合金无论合金成分控制、熔炼铸造工艺还是微观组织结构演化控制过程均与常规铝合金有很大的差别,由于国内没有任何经验可以借鉴,研究工作最初经历了很多次的失败。锂的性质活泼,在大气中极易氧化甚至燃烧,与氢的结合力也极强,并且容易与炉衬材料发生反应,侵蚀坩埚,形成的大量夹渣卷入铸锭中。同时熔铸过程中锂本身极易偏析,铸造时用水冷却还有爆炸的危险,因此铝锂合金根本不能按常规方法熔炼铸造。为此,郑子樵教授带领课题组人员反复实验,从熔炼坩埚炉体材料选择、熔体保护、成分控制、除气及铸造工艺入手,通过反复摸索,建立了一套获得高质量铝锂合金铸锭的熔铸技术。
铝锂合金虽具有密度小、刚度高等优点,但也有许多制约其应用的致命性弱点,如铝锂合金韧性、塑性较常规铝合金低,各向异性较大,热稳定性差等。对此,课题组在主合金成分优化及微合金化方面进行了大量研究,系统研究了多种合金元素在铝锂合金中的存在形式,特别是这些合金元素对铝锂合金微观组织结构的影响和强韧化效果及微观作用机制。课题组在原子和纳米层次分析考察了合金元素和其他原子以及缺陷的交互作用,阐明了铝锂合金成分、微观组织结构和合金性能之间内在联系的物理本质。在此基础上,郑子樵教授提出了多相复合协同强韧化的最佳组织模式和调控技术。这不仅使铝锂合金保持了高强度、高刚度的特点,而且显著改善了铝锂合金的韧性、塑性和其它性能。
经过近二十年的辛勤探索,课题组不仅攻克了铝锂合金制备工艺一个又一个的难关,而且创建了高性能铝锂合金的合金化及微观结构调控的基础理论体系和技术体系。这些理论研究成果得到了国内外同行的广泛认同,不仅充实了材料科学的基础理论,也促进了相关学科的交叉和发展,其学术影响和地位居于世界同类研究前列。
二十年来,课题组不仅一直坚持在实验室进行铝锂合金的基础理论研究,而且从最初的研究开始即思考着如何将基础理论研究成果应用于实际,以推动铝锂合金从实验室研究走向工业化生产并在我国航空航天领域获得应用。为此,郑子樵教授不知疲倦地来往于我国最大的铝加工企业———西南铝业(集团)有限责任公司以及航空航天部门的研究院所和应用部门之间。通过联合开展铝锂合金工业化试制与应用研究,形成了我国铝锂合金的实验室研究、工业化生产和实际应用的联合科研群体。郑子樵教授还直接参与了我国铝锂合金专用熔铸生产线建设的技术工作,经常在现场和技术人员一道解决工业化生产中的各种技术问题。
据郑子樵教授介绍,中南大学和西南铝业有限责任公司联合研究的多种高性能铝锂合金已开始大量应用于我国航空、航天领域,促进了我国航空航天工业的发展。由于联合科研群体的共同努力,我国已跨入了世界上仅美国、俄罗斯、英国等少数几个能生产和应用铝锂合金的国家行列。目前,中南大学材料科学与工程学院以郑子樵教授为学术带头人的研究群体,在跟踪国外最新研究动向的基础上,正努力通过自主创新,研究开发新一代的高性能铝锂合金,以满足我国未来航空航天及国防对铝锂合金的不同需求。
6.车刀前角对刀角切削性能影响的研究
刀具的几何角度
石墨刀具选择合适的几何角度,有助于减小刀具的振动,反过来,石墨工件也不容易崩缺;
(1)前角,采用负前角加工石墨时,刀具刃口强度较好,耐冲击和摩擦的性能好,随着负 前角绝对值的减小,后刀面磨损面积变化不大,但总体呈减小趋势,采用正前角加工时,随着前角的增大,刀具刃口强度被削弱,反而导致后刀面磨损加剧。负前角加工时,切削阻力大,增大了切削振动,采用大正前角加工时,刀具磨损严重,切削振动也较大。
(2)后角,如果后角的增大,则刀具刃口强度降低,后刀面磨损面积逐渐增大。刀具后角过大后,切削振动加强。
(3)螺旋角,螺旋角较小时,同一切削刃上同时切入石墨工件的刃长最长,切削阻力最大,刀具承受的切削冲击力最大,因而刀具磨损、铣削力和切削振动都是最大的。当螺旋角去较大时,铣削合力的方向偏离工件表面的程度大,石墨材料因崩碎而造成的切削冲击加剧,因而刀具磨损、铣削力和切削振动也都有所增大。
因此,刀具角度变化对刀具磨损、铣削力和切削振动的影响是前角、后角及螺旋角综合产生的,所以在选择方面一定要多加注意。
通过对石墨材料的加工特性做了大量的科学测试,PARA刀具优化了相关刀具的几何角度,从而使得刀具的整体切削性能大大提高。
3、刀具的涂层
金刚石涂层刀具的硬度高、耐磨性好、摩擦系数低等优点,现阶段金刚石涂层是石墨加工刀具的最佳选择,也最能体现石墨刀具优越的使用性能;金刚石涂层的硬质合金刀具的优点是综合了天然金刚石的硬度和硬质合金的强度及断裂韧性;但是在国内金刚石涂层技术还处于起步阶段,还有成本的投入都是很大的,所以金刚石涂层在近期不会有太大发展,不过我们可以在普通刀具的基础上,优化刀具的角度,选材等方面和改善普通涂层的结构,在某种程度上是可以在石墨加工当中应用的。
金刚石涂层刀具和普通涂层刀具的几何角度有本质的区别,所以在设计金刚石涂层刀具时,由于石墨加工的特殊性,其几何角度可适当放大,容削槽也变大,也不会降低其刀具锋口的耐磨性;对于普通的TiAlN涂层,虽然比无涂层的刀具其耐磨有显著的提高,但比起金刚石涂层来说,在加工石墨时它的几何角度应适当放小,以增加其耐磨性。
对金刚石涂层来说,目前世界上众多的涂层公司均投入大量的人力和物力来研究开发相关涂层技术,但是至今为止,国外成熟而又经济的涂层公司仅仅限于欧洲;PARA作为一款优秀的石墨加工刀具,同样采用目前世界最先进的涂层技术对刀具进行表面处理,以确保加工寿命的同时,保证刀具的经济实用。
7.干切削加工技术及应用的毕业论文
(一)前言:
我国早已跨进了世界级制造大国,但长期以来在金切加工领域里往往用落后的油(液)浴式润滑冷却刀具与工件。这对当前大力提倡节能环保工作极不相称。
好在KS-准干式金属加工润滑系统的出现将为我国彻底打跨在金属切削加工方面长期存在的高污染、高能耗这只落后的“挡路虎”带来希望。
(二)老式的油(液)浴式冷却润滑工件与刀具存在十大问题:
1.切削油(液)质量不稳定,严重拖了金属加工的后腿看似十分简单的切削液往往会产生夏天发臭,冬天结冰(水剂切削液),春秋生锈等一系列问题,直接导致加工件表面几何尺寸及粗糙度达不到工艺要求甚至产生切削瘤工件报废刀刃具损耗大效益低等等……
2.切削油(液)箱体积大(有的甚至超过主机的占地面积)增加了加工机床复杂程度与维修难度。
3. 切削液易进入机床润滑油箱内导致润滑油变质大大宿短了机床的换油用期,机床故障增多
4.当使用豆油、菜油等植物油当作切削油时问题也不小,整个机床及场地是典型脏、乱、差、极难整改。
5.当水剂切削液不慎满进电气箱导致机床电器短路甚至火烧。
6.若用煤油、柴油等燃料油作切削油问题更大,除易发生火灾外,它容易对换作工人产生呼吸道病及甲沟炎病等多种职业病。
7.由于切屑大量带走油(液),导致的露天切屑堆严重污染地下排水系统。
8.有些铝质切削后处理麻烦——在进入高温炉里熔炼回用前必须彻底清除铝屑上大量水剂切削液。
9.不利于文明生产与安全生产,对于大量使用切削油(液)车向场地往往满地是油迹,走路易滑倒,不利人身安全。
10.由于大量切削油(液)渗漏飞溅在建筑构件上,大大降低了建筑寿命,特别是对于在楼上加工机床而言更严重!
(三)准干式金属加工润滑系统装置优点
由于此装置的出现可将上述十大缺点一扫而光,且还可带来其它意想不到好处
例在浙江X大型铝锭加工厂里,原来大型铝锭切割要等热锭出炉后冷却二天以上才能切割,现在出炉马上可切割,只要安上KS—准干式金属加工润滑系统即可。
再例X厂在金属割10M以上长钢管时原来安在管子末端挂上一只油桶,防止切削液漏到10M以外场地上,若改准干切削装置完全可甩掉这只“拖油瓶”。
因为用KS装置后切屑出来完全是干的,不可能被切屑带走什么废液问题。这种装置结构紧奏运动件少,体积小外型美观,工作可靠。
(四)准干式金属切削加工润滑装置系统工作原理
该装置是利用可控制分配器将极少量油液与气流二者混合在一起在管道内流向润滑点,但二者速度并不同步前者在管内壁上慢速前进(每秒仅0.02~0.05M),而后者却在管中间高速前进,比前者速度快上千倍以上)虽在同一管子内也是油气两相混合,但并不雾化故不存在油雾污染空气问题,油耗量也只有油雾润滑的1/10不到。
驱动的动力也是常规的压缩空气,工作压力一般在0.25~0.7Mpa(2.5~7kg/cm2)左右。
(五)小结:
从KS型准干式金属切削加工润滑系统优点看它完全符合我国当前的提倡的
资源节约型、环境友好型、润滑合理型、效益高效型、社会和谐型的要求为此相信它的发展前途无量,故在此呼吁而为了环保而润滑。
为了节能而润滑大家来努力推广这种新型的润滑装置吧!
8.急求:“铣削加工刀具的特点及刀具材料分析”的论文
1引言
模具是技术型产品和典型的非定型产品,每套模具都要进行创造性的设计、加工数控编程、生产准备、机械加工、装配及试模等阶段,所经过的周期较长,特别是其机械加工费时。因此,如何提高生产效率、缩短开发周期、提高模具制造水平、降低生产成本一直是模具制造企业面临的难题。
无论是冲压模具还是锻压模具,构成模具型腔的材料一般都是采用高强度的耐磨材料制造(如各种牌号的合金工具钢和不锈钢等)。这些材料经过淬火热处理后的硬度很高,一般可达到50HRC以上,很难用常规机械加工方法进行切削精加工。
长期以来,对付这类难加工材料的最好办法就是采用电火花(EDM)特种加工方法,电火花加工存在两个明显的缺点:一是生产效率低,二是加工质量难以保证。
高速切削加工技术的出现为模具制造技术带来了崭新的途径。与电火花(EDM)加工相比,高速切削加工具有生产效率高、产品质量好、能加工型腔较复杂的硬质零件和薄壁零件等优点。因此,自20世纪90年代以来,国外模具工业开始采用高速切削方法进行模具型腔的精加工。
据统计,目前工业发达国家已有85%模具的电加工工艺被高速切削加工工艺所取代,高速切削加工在国际模具制造工艺中的主流地位已确立。我国在20世纪90年代也开始重视高速切削加工技术的研究与应用。高速切削加工模具的关键技术是刀具技术和机床技术。本文分析了淬硬模具高速铣削加工刀具的相关技术。
2高速铣削淬硬模具的优点
在高速切削加工中最常用的加工方法是高速铣削,用高速铣削模具代替电火花加工模具具有如下优点。
(1)加工质量好
用传统电火花加工方法加工模具时,在对工件表面局部高温放电烧蚀过程中,工件材料表面的物理-机械性能会受到一定损伤,常常会在型腔表面产生微细裂纹,难以保证工件加工质量。高速铣削以高于常规铣削速度10倍左右的切削速度对零件进行加工,毛坯的余量还来不及充分变形就瞬间被切离工件,工件表面的残余应力非常小。同时,高速铣削过程中机床主轴转速极高(8000r/min~100000r/min),“机床-夹具-工件-刀具”工艺系统的激振频率远远高于其固有频率范围,零件加工过程平稳无冲击。因此,零件的加工精度高,表面质量好。经过高速铣削的模具型腔,表面质量可达到磨削的水平,故可省去后续的磨削加工工序。
(2)生产效率高
由于电火花加工是靠放电烧蚀进行的“微切削”,加工过程非常缓慢,同时,模具型腔表面粗糙度也达不到模具的要求,往往经过电火花加工后还需进行费时的手工研磨和抛光模具,因此这种工艺生产效率极低。在加工中心或高速铣床上切削加工模具,其加工过程本身的效率比电火花加工高出好几倍。同时,可以在工件一次装夹中完成型腔的粗、精加工及模具其它部位的机械加工,即实现所谓的“一次过”技术(OnePassMachining)。此外,该技术不需
要做电极及后续的手工研磨和抛光,容易实现加工过程的自动化。因此,高速加工技术的应用使模具开发速度大为提高
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