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          【集萃網觀察】日本ダィジュツト工業公司生產一種高速高效銑削模具用HRM型機夾圓弧刃立銑刀,簡介如下。

        (1)機夾圓弧刃立銑刀的優勢

        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勢

        在刀尖高度與球頭立銑刀相同的情況下,由于周期進給可增加幾倍,因此可縮短加工長度,大幅節省加工時間。此外,如果底R相同,在刀具不發生干涉的前提下,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。在等高線加工中,球頭立銑刀的加工深度越大,切削刃的接觸長度就越長,導致切削抗力增大,容易產生高頻振動;而機夾圓弧刃立銑刀有倒錐度,切削刃接觸長度短,故切削抗力較小。此外,球頭立銑刀在小切深條件下切削時,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度要長幾倍;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,因此能夠實現粘屑很少的穩定銑削加工。

        (2)研究開發目的

        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。開發小直徑可轉位大進給圓弧刀立銑刀的目的,是開發出優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、高精度的硬質合金刀桿上裝上能實現大進給的高精度刀片,就能完成大進給量的半精加工和小進給量的精加工。

        (3)大進給機夾圓弧刃立銑刀的特點

        如果用兩個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。而新型大進給機夾圓弧刃立銑刀是采用一個刀片,并利用一種高精度、高可靠性夾持機構牢固地夾緊在硬質合金刀體上。該刀具具有以下特點:

       、俨捎眯麻_發的DV涂層,刀具壽命長

        DV涂層和原有涂層的特性列于表1.與原有涂層產品比較,耐磨、耐熱性能提高,上了一個新臺階,特別是在產生大量切削熱的大進給干式切削時,抗氧化性能優良的DV涂層非常有效。今后打算將該涂層應用于新開發的產品。

        表1 各種涂層材料特性

        涂層種類:TiN-TiCN-TiAlN-DV涂層

        維氏硬度(HV):2200-2400-2900-3500

        氧化開始溫度(℃):400~500-300~400-700~800-1000以上

       、诓捎谜敖乔邢魅,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(工件材質: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%.

       、鄣镀冗_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,將過去粗銑與精銑分開加工集約到一把大進給銑削用機夾圓弧刃立銑刀上。

       、苣軌驅崿F從非淬硬鋼到淬硬鋼的高速大進給銑削加工

        正前角切削刃能實現淬硬鋼模具深模腔的高速大進給銑削加工。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,因此目前的現狀是采用低速、小切深銑削加工.

        HRM型大進給機夾圓弧刃立銑刀采用正前角切削刃,改善了切削性能,采用耐熱性和韌性優良的C8015

        DV涂層與硬質合金刀桿的組合,能夠實現高速、大進給銑削加工。此外,可選擇硬質合金一體型(RVM型)、模塊式刀頭(MRN型)、全硬質合金刀桿(MSN型)等組合。

        (4)加工實例

       、偌庸嵗1

        自硬鋼高效銑削加工實例:加工汽車內控制盤注塑模凹腔(樹脂型,牌號SD61(J1S

        SCM系),硬度HRC28)時,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);進給速度(進給量):4000mm/min(1.1mm/r);切深Ap:0.05mm(傾斜30°,加工深度70mm);切削寬度Ae:8mm;冷卻方式:風冷;加工機床:臥式加工中心),但與原有刀具相比,加工時間可減少一半以上。與其他公司刀具比較,加工時間減少一半多;刀具懸伸大時,切削噪音小,不產生高頻振動,切削狀態良好。

       、诩庸嵗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給銑削SKD61淬硬鋼(HRC49)模具時(工件材質: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;風冷),為使加工條件相同,將刀具頸部以下長度設定為80mm.刀具壽命的對比結果表明,整體立銑刀的磨損與加工長度成正比;而HRM型刀具從切削長度100m后進入穩定磨損狀態,其后磨損沒有增大,切削長度達280m時的最大磨損量才0.11mm,仍可繼續切削,性能優于整體立銑刀。

        (5)大進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:在刀具懸伸量較大的條件下,機床剛性不足而產生高頻振動時,保持每轉進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)的方法請參照產品樣本,F已開始銷售的大進給機夾圓弧刃立銑刀尺寸規格為φ8-φ20mm(共5個規格)。

        該刀具的開發和應用為降低模具加工成本做出了貢獻,F在粗銑所用小直徑整體式立銑刀較易磨損,無法再修磨時只能報廢;而HRM型機夾圓弧刃立銑刀的刀夾可更換,刀體可長期使用,只需更換刀片,可以說是一種環保刀具。



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