更多材料及技術(shù)問題請聯(lián)系我們或咨詢在線客服。高速銑削淬硬模具鋼的工藝性與經(jīng)濟(jì)性研究

　　機(jī)床主軸的高速旋轉(zhuǎn)以及進(jìn)給速度、加速度的相應(yīng)提高，一方面可直接縮短加工時(shí)間，另一方面還因高速切削具有激振頻率特別高、工作平穩(wěn)、振動(dòng)小的優(yōu)勢而有利于提高加工表面質(zhì)量鍛態(tài)h13鋼，即高速切削加工可作為模具和結(jié)構(gòu)零件的*終加工，通過“以切代磨”或“以切代放電”來提高加工效率和加工質(zhì)量（即勿需進(jìn)行費(fèi)時(shí)低效的后續(xù)磨削工序、模具電極電火花加工）；工件還可先淬火后切削，直接將硬度高達(dá)65HRC的材料高速切削加工至*終尺寸。

　　1常用塑膠模具鋼和熱作鋼

　　表1幾種常用塑膠模具鋼和熱作鋼

　　商品名――標(biāo)準(zhǔn)――特性與用途――表面硬度

　　*****S136；S316H――AISI420ESR――防酸不銹蝕，耐磨性高，熱處理尺寸變化?。贿m合于PVC、PP、EP、PC、PMMA塑膠模具，高溫回火后可作高拋光度鏡面塑膠模――低溫回火HRC50～55，高溫回火HRC34～38

　　SAARSTAHL（SSE）GS2344EFS；GS2344ESR――AISIH13――優(yōu)良的紅硬性、高溫沖擊強(qiáng)度、高溫耐磨性和抗熱沖擊龜裂性，可作擠壓、壓鑄、熱鍛和高溫沖裁工具――180～300℃淬硬至HRC52

　　LKM2311；LKM2312――AISIP20――硬度均勻，加工性能良好，芯部韌性好，可作**預(yù)硬塑膠模――HRC53～36

　　DAIDONAK80――AISIP21modifiedESR――變形小，易研磨拋光，長期使用可維持高精度，可用作高硬度高鏡面模具――供貨時(shí)HRC37～41，可淬硬至約HRC60

　　2高速切削淬硬鋼常用立銑刀

　　本文主要討論用于高速切削的整體硬質(zhì)合金PVD涂層立銑刀（可切削硬化鋼的其它刀具如CBN和陶瓷刀具等不是本文研究重點(diǎn)）。

　?。?）刀具涂層：能用于高速切削淬硬鋼的刀具涂層主要有(Ti,Al)N或(Ti,C)N，刀具基體為超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金。

　?。?）銑刀主要形式：用于高速切削淬硬鋼的整體立銑刀主要形式有常規(guī)2刃和多刃球頭刀、長頸球頭刀、2刃錐面球頭刀、2刃帶圓弧頭平底刀、長頸帶圓弧頭平底刀、2刃直角平底刀和多刃直角平底刀等。

　　加工淬硬鋼用高速立銑刀的工藝性

　?、僦睆?.2～6mm2刃直角平底立銑刀：常用于切溝槽。工件硬度小于HRC45時(shí)，軸向切深不大于0.1D（刀徑D小于2mm）～0.2D（D大于2mm）；工件硬度大于HRC45時(shí)，對應(yīng)于刀徑D小于0.5mm、小于2mm和2mm以上，軸向切深分別不大于0.02D、0.05D和0.1D。

　?、谥睆?～6mm4刃直角平底立銑刀：常用于側(cè)面精加工。工件硬度小于HRC45時(shí)，軸向切深不大于1.5D，徑向切深不大于0.1D（刀徑D小于3mm）～0.2D（刀徑D大于4mm）；工件硬度大于HRC45時(shí)，軸向切深不大于刀徑D，徑向切深不大于0.05D。

　?、跼0.1～3mm2刃球頭立銑刀：常用于曲面精加工。軸向切深不大于0.1R，徑向切深0.2～0.4R。

　　高速加工時(shí)，上述刀具的切削速度和進(jìn)給速度隨工件硬度和刀徑不同而變化：隨著工件硬度增大，刀具的轉(zhuǎn)速尤其是進(jìn)給速度降低；隨著刀徑增大，刀具的轉(zhuǎn)速降低但線速度相對較高，進(jìn)給速度也相應(yīng)增大（參見表2）。

　　表2推薦切削條件

　　2刃球頭立銑刀：

　　工件硬度＜45HRC時(shí)：R1－R2－R3：轉(zhuǎn)速(r/min)：35000－25000－20000；進(jìn)給量(mm/min)：1200－1800－2200

　　工件硬度45～55HRC時(shí)：R1－R2－R3：轉(zhuǎn)速(r/min)：25000－17000－13000；進(jìn)給量(mm/min)：800－900－1000

　　2刃直角平底立銑刀：

　　工件硬度＜45HRC時(shí)：直徑0.5mm－2mm－6mm：轉(zhuǎn)速(r/min)：40000－10000－3500；進(jìn)給量(mm/min)：240－400－400

　　工件硬度45～55HRC時(shí)：直徑0.5mm－2mm－6mm：轉(zhuǎn)速(r/min)：30000－8000－2700；進(jìn)給量(mm/min)：120－120－120

　　4刃直角平底立銑刀:

　　工件硬度＜45HRC時(shí)：直徑1mm－3mm－6mm：轉(zhuǎn)速(r/min)：12000－5300－3200；進(jìn)給量(mm/min)：100－200－360

　　工件硬度45～55HRC時(shí)：直徑1mm－3mm－6mm：轉(zhuǎn)速(r/min)：8900－3200－2000；進(jìn)給量(mm/min)：45－85－150

　　淬硬鋼高速銑削的經(jīng)濟(jì)性

　　刀徑較大的(Ti,Al)N涂層硬質(zhì)合金立銑刀高速加工淬硬材料時(shí)其強(qiáng)度基本可滿足要求，但用小直徑刀具高速加工窄槽時(shí)銑刀則易斷易損。由于(Ti,Al)N涂層硬質(zhì)合金立銑刀磨損后一般不能進(jìn)行重磨，因此刀具成本較高；在用于某些模具加工時(shí)，刀具成本甚至占到模具總制造成本的12%左右。

　　據(jù)分析，用傳統(tǒng)方法加工型腔模具的成本分布大致為：粗加工占12%，半精加工和精加工各占25%，后續(xù)手工修磨占16%，調(diào)試占22%。而采用高速銑削法，可大大提高精加工效率，取消或者減少后續(xù)手工修磨工序；如果采用粗精加工同機(jī)“一次過”工藝，甚至粗加工和半精加工時(shí)間也可大大縮短（比電火花加工快得多）。

　　加工實(shí)例：

　?、贖SM400加工中心采用“粗、精加工一次過工藝”加工注塑模（HRC54），總加工時(shí)間為468分鐘。粗加工采用4～6刃粗銑刀（直徑2～8mm），轉(zhuǎn)速20000～8000r/min，進(jìn)給速度1500～2600mm/min；半精銑和精銑用2刃球頭刀（直徑0.8～1.5mm），轉(zhuǎn)速36000r/min，進(jìn)給速度1000～1600mm/min。

　?、郾?給出的是MMC（三菱）KOBELCO（神鋼）的小直徑超硬涂層立銑刀使用實(shí)例。

　　表3MITSUBISHIMSTAR小直徑超硬涂層立銑刀使用實(shí)例

　　刀具――工件――工藝特性――切削條件――加工效果

　　2刃球頭刀（R1.5mm）――熱鍛模，材料SKD61（HRC47）――切深0.05～0.1mm的半精加工、精加工――切速：94m/min，進(jìn)給：0.1mm/tooth，回轉(zhuǎn)速度：10000r/min，進(jìn)給速度：2000mm/min，干切削――每把刀具的壽命從原先可切200m增至近600m

　　4刃直角立銑刀（直徑6mm）――塑料模，S55C――模具型腔側(cè)面精加工，切深0.6×6mm――切速：50m/min，進(jìn)給：0.04mm/tooth，回轉(zhuǎn)速度：2650r/min，進(jìn)給速度：212mm/min，干切削――加工50m后，后刀面磨損高度從原先的0.25mm減小到0.15mm

　　蘇州東锜精密模具材料有限公司是一家集模具鋼材銷售、配套機(jī)加工、熱處理、PVD涂層處理和產(chǎn)品失效分析服務(wù)為一體的公司。以中國制造2025為綱領(lǐng)，堅(jiān)持“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”的基本方針。立足蘇州，走向全國。

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