高硬度材料廣泛應用于模具、耐磨零件,其工作條件差,要有足夠的耐磨性,具有代表性的高硬度材料有模具鋼、淬火鋼。
由于它們硬度較高,抗拉強度可達2600Mpa,且導熱系數較低,屬于難切削材料。與常規材料相比, 銑刀切入時的切削扭矩、溫度均明顯偏大, 切削力的波形為尖峰脈沖,單位切削力可以到。
加工時,常見的高硬銑刀的失效形式主要有刀尖破損、非正常破損、切削刃疲勞磨損、涂層燒傷與脫落等,其中刀尖破損失效最為突出。這是由于切削產生的變形比很大,使切屑(一般為針狀)與前刀面接觸面積以及時間都比較小,切削熱集中在刃口附近的前刀面,并且材料導熱系數低,切削溫度很高,加速了刀具磨損。因此刀具壽命大多不夠穩定,成為模具加工普遍存在的問題。
針對材料的特殊屬性,設計該類刀具的時候,基體材料應選用硬度高、耐磨性好、抗彎強度高、耐熱性好的超細晶粒硬質合金。一般的刀具材料也可以加工高硬度材料,只是易于磨損破損壽命低。同時刃口要有足夠的強度,刃磨上要得到一致性較高的刃口防止裂紋的出現,結構上也要有足夠的截面剛性從而可以得到較好的刀具抗彎強度。涂層要選擇有較高的工作溫度和高耐磨、高抗氧化能力,并且有良好的絕熱性。阿諾刀具經過多次內部試驗和客戶試用,研發出高硬材料用銑刀。
AHNO高硬銑刀有兩種:加工硬度范圍在 HRC40~HRC55颶風系列、硬度范圍在HRC55以上的龍卷風系列。AHNO高硬銑刀采用了較大芯厚,強化刀具的整體剛性。嚴格的制造工藝,保證了優良的刀具表面粗糙度,使刀具的切削更加穩定。前角的優化,提高了刀具刃口強度,提高刀具的抗沖擊能力,但要有較好的工藝系統剛性。選用超細晶粒牌號的整體硬質合金棒材,使基體有足夠的強度和韌性。超R涂層是為加工高硬度鋼材應用而設計的涂層,納米晶體結構的氮鉻化鋁基涂層表現了卓越的紅硬性,抗氧化性和抗高溫性。涂層的獨特性質決定了切削產生的高溫不會滲透到基體,使銑刀有超強抗磨損、較強的刃部強度的特點。
為了獲得優選方案以及切削案例來驗證阿諾高硬銑刀性能,我們進行了大量的針對涂層、棒料以及磨削工藝的內部實驗,也試驗與國外某各流品牌刀具在同等工況下的性能對比。
所有試驗均在壓縮氣體冷卻的情況下進行,由于在切削高硬度材料時,銑刀切入工件就會產生很高的溫度,切出時切削液會使銑刀表面產生快速的溫度變化,溫度的急劇變化會導致刀具表面內應力的產生,促進裂紋的產生與生長。而氣冷情況下,溫度變化就要小很多。這樣就需要刀具材料有足夠的紅硬性、涂層有較高的工作溫度。
試驗案例
試驗目的:與某公司對比銑刀的切削性能
工件材料:SKD11(HRC60)
刀具規格: D10*25*L75*SD10,四刃立銑刀
切削參數:進給:0.3mm/r 線速度:125m/min 切深ap:10mm 切寬ae:0.5mm
冷卻方式:氣冷 ,氣體壓力:0.5Mpa
結果:銑削到15米時停止實驗,從刃口磨損情況和切屑狀態兩方面進行對比,可判斷AHNO高硬銑刀性能優于該品牌
應用案例:
工件材料:2083模具鋼 HRC50
機床型號:HTM1000 立式加工中心
冷卻方式:氣冷
刀具型號: D12/R1*40*L100*SD12 四刃立銑刀
加工參數:
轉速:2000,進給:800,Ap:0.2,Ae:5
加工方式:型腔粗銑
刀具型號: D10/R5*40*L100*SD12 兩刃球頭銑刀
加工參數:
轉速:2250,進給:690,Ap:0.1,Ae:0.1
加工方式:型腔銑
結果:與客戶現用銑刀相比,壽命提高了多倍。一定程度上,提高了客戶的加工效率。
如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表,或進行資訊合作,歡迎聯系本網編輯部, 郵箱:skjcsc@vip.sina.com