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四川机械加工厂家解析现代数控机床切削工作对刀具的要求
      随着数控机床和加工中心等高效设备应用的日渐普及,在航空航天、汽车、高速列车、风电、电子、能源、模具等装备制造业的空前发展推动下,切削加工已迈入了一个以高速、高效和环保为标志的高速加工发展的新时期—现代切削技术阶段。
      高速切削、干切削和硬切削作为当前切削技术的重要发展趋向,其重要地位和角色日益凸显。对这些先进切削技术的应用,不仅令加工效率成倍提高,亦着实推动了产品开发和工艺创新的进程。例如,精密模具硬质材料的型腔,采用高转速、小进给量和小吃深加工,既可获得很高的表面质量,又能够省却磨削、EDM和手工抛光或减少相应工序的时间,从而缩短生产工艺流程,提高生产率。
      过去一些企业制作复杂模具时,基本上都需要3~4个月才能交付使用,而现在采用高速切削加工後,半个月便可完成。据调查,一般的工模具,有60%的机加工量可用高速加工工艺来实现。

      高速加工时,不但要求刀具可靠性高、切削性能好、能稳定地断屑和卷屑、还要能达成高精度,并能实现快换或自动更换等。因此,对刀具材料、刀具结构、以及刀具的装夹都提出了更高要求。

      对刀具材料的要求

      高速加工刀具最突出的要求是,既要有高的硬度和高温硬度,又要有足够的断裂韧性。为此,须选用细晶粒硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、聚晶金刚石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具材料—它们各有特点,适应的工件材料和切削速度范围也都不同。例如,高速加工铝、镁、铜等有色金属件,主要采用PCD和CVD金刚石膜涂层刀具。高速加工铸件、淬硬钢(50~67HRC)和冷硬铸铁主要用陶瓷刀具和PCBN刀具。

      对刀具几何参数和断屑槽的要求 

       1.几何参数
       高速切削和干切削时,刀具的主要失效原因是月牙洼磨损和刀尖处的热磨损。这是由於刀具与切屑、以及刀具与工件接触区界面上温度较高所引起的。因此,高速加工比普通切削加工时的刀具前角要取得稍大一些,以降低切削区温度,并在刃口上作出负倒棱。
      为防止刀尖处热磨损,主副切削刃连接处应采用修圆刀尖或倒角刀尖,以增大刀尖角,加大刀尖附近刃区切削刃的长度和刀头材料的体积,以提高刀具刚性和减少切削刃破损的概率。
     2.断屑槽型
      为能稳定地断屑和卷屑,刀片上须作出合适的断屑槽型。目前,可转位刀片上三维曲面断屑槽型的设计和制造技术已较为成熟,针对不同的工件材料和不同的切削用量,业已开发出相应的通用断屑槽型系列。
       这些刀片上断屑槽的断屑范围宽,适应性好。它们都具有空间切削刃和曲面前刀面,切削刃上的法前角可调整为零度或负值,而工作前角为合适的正值,所以切削力小,刃口强度高,抗高速时的磨损能力强,预示着高速加工刀具刃形结构发展的方向。
                                      
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