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硬質合金_加工高硬鋼模具型腔用CBN立銑刀

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 隨著IT相關產業的發展和技術進步,相關零件及其加工模具日益小型化。小型精密模具大多采用放電加工,加工時間長、效率低,還必須解決電極及其制造工藝的技術問題。為了縮短交貨期、降低生產成本,加工方法正逐漸轉向采用小直徑球頭立銑刀對模腔進行高速銑削。此外,減小切削深度、提高切削速度以及最大限度地提高進給速度的高效加工方法(高速銑削)也日益普及。在此背景下,使用壽命比涂層硬質合金立銑刀更長的CBN立銑刀引起了人們的高度關注。本文簡要介紹日本OSG公司為加工高硬鋼模具型腔而開發的CBN小直徑球頭立銑刀CBN-SXB。


CBN-SXB立銑刀的特點

(1)采用適合高硬模具加工的CBN材質

與硬質合金相比,CBN的硬度更高、耐磨性更好,但韌性較差,容易產生崩刃。因此,根據不同的加工用途合理選擇適用刀具材料十分重要。加工高硬鋼模具型腔用的球頭立銑刀應選用比常規CBN硬度更高、耐磨性更好的高韌性CBN材質。

(2)采用螺旋形切削刃

從螺旋形切削刃對立銑刀切削性能及刀具壽命影響的試驗結果來看(試驗條件:工件材料:SKD61(HRC50);加工機床:立式加工中心+高速主軸;刀具:R1的CBN球頭立銑刀;轉速:40000r/min;進給量:2400mm/min;切深:aa=0.04mm,pf=0.05mm;冷卻方式:空冷),采用螺旋刃的CBN球頭立銑刀能正常銑削400m的長度,而直刃立銑刀銑削180m后即產生了較大崩刃,而無法繼續進行銑削加工;從R0.3 的CBN球頭立銑刀的對比試驗結果來看(試驗條件:工件材料:SKD61(HRC53);加工機床:立式加工中心;刀具:R0.3的CBN球頭立銑刀;轉速:40000r/min;進給量:2400mm/min;切深:aa=0.01mm,pf=0.02mm;冷卻方式:油霧),螺旋刃立銑刀的壽命為直刃立銑刀的2倍以上,切削抗力的變化也較小,由此證明了螺旋切削刃提高切削性能的顯著效果。

(3)采用負前角

為了提高加工高硬度材料用CBN刀具的切削刃強度,可在刀尖上加工出負倒棱,以加大切削角。為了獲得與這種負倒棱相同的效果,CBN-SXB小直徑球頭立銑刀在設計前刀面時采用了負前角結構。

(4)確定加工條件范圍
 

用R1×5的CBN-SXB小直徑球頭立銑刀(及硬質合金立銑刀)加工SKD61(HRC50)時(轉速20000r/min;直線行切;空冷),通過不斷增大每齒進給量、切深和行切距離,來確定合適的加工條件范圍。銑削SKD61時,在每齒進給量0.05mm、切深0.1mm、行切距離 0.1mm的切削條件下,正常加工到硬質合金立銑刀精銑范圍。當累計銑削長度達到232m時,硬質合金立銑刀因磨損過大而不得不終止試驗;而CBN- SXB的磨損還十分微小,看不到刀尖定位尺寸有任何變化。


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