為提高機(jī)械零件耐磨性和機(jī)械的使用壽命,很多機(jī)械零件都需淬火處理。使零件獲得高的硬度,然后采用磨削或電火花加工,以得到最終形狀和精度。但這些加工方法的加工效率通常均低于切削加工,為了提高加工效率,在當(dāng)今,隨著機(jī)床和刀具性能的提高,以車代磨和以銑代磨在機(jī)械工業(yè)中逐步得到應(yīng)用。本文重點(diǎn)介紹一下銑削加工的參數(shù)范圍及刀具的選擇。
淬火后材料銑削加工參數(shù)范圍:
(1)淬火后材料的切削速度范圍:從目前的經(jīng)驗(yàn)來看,硬質(zhì)合金刀具切削速度范圍控制在30~75 m/min;陶瓷刀具的切削速度范圍控制在60~120 m/min;CBN刀具切削速度范圍控制在100~200 m/min。在斷續(xù)銑削和工件材料硬度太高時(shí),應(yīng)降低切削速度,一般約為上面最低切削速度的1/2。在連續(xù)銑削時(shí)的最佳切削速度,以切下的切屑呈暗紅色為宜。
(2)淬火后材料的切削深度范圍:一般根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛性選擇,一般情況下,ap=0.1~3 mm,目前針對(duì)斷續(xù)切削淬火后材料的刀具材質(zhì)有BN-S20,BN-H21兩種材質(zhì),BN-S20牌號(hào)用于余量較大的粗加工工序,吃刀深度達(dá)到7-10mm,不需要再次退火處理就可以直接銑削加工,BN-H21材質(zhì)主要用于≤0.5mm的精加工工序,精度高,壽命長(zhǎng);
(3)進(jìn)給量:一般為0.05~0.4 mm/r。在斷續(xù)銑削淬火后材料時(shí),為了減小單位切削力,應(yīng)當(dāng)減小進(jìn)給量,以防崩刃和打刀;對(duì)于加工進(jìn)給量的選擇,華菱超硬建議根據(jù)工件的形狀尺寸選擇刀具角度,能提高加工效率同時(shí),更能有效提高刀具的使用壽命。
1、硬質(zhì)合金刀具
(1)選擇細(xì)晶粒和超細(xì)晶粒(WC)基硬質(zhì)合金刀具。以鈷為粘結(jié)基,增加鈷含量,可提高韌性。細(xì)化晶粒可提高硬度和耐磨性,普通硬質(zhì)合金晶粒尺寸為2~3Λm,細(xì)晶粒為1~2Λm,超細(xì)晶粒為0.5Λm以下。
(2)TIC基、Ti(C,N)基硬質(zhì)合金。以Ni2Mo為粘結(jié)劑,比重小,TiC基合金硬度高,與鋼的摩擦系數(shù)小,耐磨性好;Ti(C,N)基硬質(zhì)合金性能與TiC基近似,強(qiáng)度與抗塑變性能高于TiC基硬質(zhì)合金。
(3)涂層硬質(zhì)合金。用CVD或PVD法在韌性好的硬質(zhì)合金基體上,涂覆TiC,Ti(C,N),TiN,Al2O3薄層的涂層硬質(zhì)合金,可提高硬質(zhì)合金的切削速度,降低切削力,增加耐磨性和使用壽命。
2、CBN刀具
CBN刀具自身硬度在HRC95-100之間,不添加涂層即可輕松銑削淬火后材料,尤其HRC50以上的銑削加工效果更具優(yōu)勢(shì),本身銑削加工就屬于斷續(xù)加工,對(duì)刀具的耐磨性和抗沖擊韌性要求較高,對(duì)此采用BN-S20,BN-H20,BN-H21材質(zhì)效果更理想。
以上三款材質(zhì)均針對(duì)斷續(xù)銑削所研制的,其中BN-S20材質(zhì)可大余量重載銑削,吃刀深度1-10mm均可承受,而針對(duì)精銑工序,要求高精度高表面質(zhì)量的淬火后材料來講,選擇BN-H20和BN-H21材質(zhì)更合理,可獲得Ra0.8以內(nèi)的表面粗糙度,同時(shí)斷續(xù)切削不崩刀,壽命更長(zhǎng)。
如果單純壽命沒有達(dá)到預(yù)期,CBN刀片也可增加涂層,提高刀具壽命,相較于未涂層的CBN刀片,使用壽命可成倍提高。
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