陶瓷刀片在硬铣削加工中的应用

发布时间：

2023/02/10 09:07

负荷或低效率的切削速度和进给率下进行加工，牺牲的不仅仅是刀具寿命，同时还有生产力。考虑到所有这些因素，可以发现切削参数的微小变化能够造成令人惊讶的生产率变化。 (1)铣削速度用陶瓷刀片成功实现硬铣削所需的切削速度基于实际的材料硬度(通常在45～65HRC范围内)。随着温度的升高，被加工金属会软化，使切削阻力减少并有助于切屑分离。为了充分发挥晶须增强陶瓷刀片在强度和硬度方面的优势，有必要以足够高的表面速度(SFM)进行加工，从而在切削区产生足以使金属软化的热量，该速度可能高达传统硬质合金刀片切削速度的5倍。然而，这并不意味着用陶瓷刀片进行硬铣削时必须配备具有50马力和先进处理器的新型高速加工中心，用陶瓷刀片铣削淬硬材料所需的速度并未超过现代模具制造车间大多数机床的加工速度范围。由于产生的切削力小，加工时的功率消耗实际上也很低。用陶瓷刀片能在车间现有的绝大多数机床上进行硬铣削，这也是它带给工具系统的另一个好处。

(2)进给率程序设定的每齿进给量与实际形成的切屑厚度之间的差异受到多种因素的影响，在编制淬硬零件的加工程序之前，考虑到这些因素是很重要的。程序设定的每齿进给量可能会因切削条件而大大降低。切削深度、切削宽度以及刀尖圆弧半径或刀具导程角都会对实际形成的切屑厚度造成影响。实际切屑厚度是切削散热的一个关键因素(切屑必须具有足够大的质量以带走大部分切削热)。当切削深度和(或)宽度小于可接受的水平时，产生的切屑厚度就不足以带走切削过程产生的所有热量。而那些不能被薄切屑吸收的热量总得有个去处，它将传入工件、刀片、刀体以及夹具中。与此相比，让切屑将绝大部分切削热带走效率更高。进给率以及对实际切屑厚度的影响也与刀片的切削刃直接相关。对于大多数陶瓷刀片，都需要采取一些保护切削刃的措施，例如采用负倒棱(通常称为“T形棱带”)加上对刃口进行轻微钝化(0.0005″～0.001″)。由于晶须增强陶瓷刀片的切削刃强度高，因此刀片只需采用很小的负倒棱(0.002″～0.004″)即可实现对难加工材料的硬铣削。负倒棱可以改变切削力的方向使其传入刀片本体，使切削刃处于压应力状态，从而有助于强化刀片。用陶瓷刀片进行硬铣削时，必须考虑切削刃的状态，以确保实际进给量等于或大于刀片上的负倒棱。如切屑太薄，正好作用于刀片最薄弱的切削刃部位，容易造成刀片早期失效。

(3)导程角对切屑厚度的影响在很多情况下，陶瓷铣刀都要求有一个导程角，而圆形刀片的使用则更为普遍。刀具的导程角会使加工程序设定的切屑厚度减小，减小的百分比很容易计算出来。例如，采用正方形刀片、导程角为45°的铣刀的实际切屑厚度仅为编程设定的每齿进给量的70%，因此，为使编程进给率与实际切屑厚度相等，可以将编程进给率加大40%。使用圆形刀片的铣刀也同样适用这一原则。圆形刀片半径上的导程角根据切削深度的不同而在不断变化，这就使圆形刀片铣刀的切屑变薄量难以计算，这是使用球头立铣刀和牛鼻立铣刀时必须解决的一个常见问题，模具制造业的很多机械工艺师和编程员对切屑变薄的补偿公式都很熟悉。如果考虑使用圆形刀片的陶瓷铣刀(如牛鼻铣刀)，并对刀片半径实施切屑变薄补偿，就可以确保形成合适的切屑。采用这种方法，还可使进给率比原编程进给率提高20%～40%，获得的金属切除率也将数倍于硬质合金立铣刀。

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