硬铣削刀具在模具加工中的应用

硬铣削刀具在模具加工中的应用

立铣刀

为了在当今的全球经济中保持竞争力,模具制造商必须在极短的周期内持续生产高质量的产品。为了实现这一目标,必须开发先进的制造工艺技术和切削刀具材料,以保持模具制造企业的竞争优势。硬铣削作为这些先进制造技术之一,一直在不断发展。

过去几年,由于当时机床和切削刀具的局限性,模具制造商未能真正采用硬铣削。然而,如今大多数配备高刚性、高速主轴系统和先进处理器的现代化加工中心,都能轻松应对硬质材料的切削加工。同时,先进的CAM软件包也具备专门针对硬铣削的加工循环和旨在优化刀具寿命的刀具路径功能。

陶瓷立铣刀

硬铣削刀具的选择

模具车间通常使用三种类型的铣削工具: 整体硬质合金立铣刀、可转位硬质合金刀片,以及最近开发的可转位陶瓷刀片。这些刀具在不同的加工应用中各有优缺点。

整体硬质合金立铣刀通常经过精密研磨和涂层处理,价格相当昂贵。当刀具变钝时,必须重新研磨并重新涂层。然而,翻新后的刀具的切削性能 立铣刀 通常不如新工具好。

第二种硬铣削刀具配备可转位硬质合金刀片。在大多数情况下,此类刀片的硬质合金牌号和刀片几何参数并非为硬铣削工序而设计,因此在加工淬硬材料时无法提供最佳的刀具寿命和生产率。

第三类硬铣削刀具采用可转位陶瓷刀片,尤其是晶须增强陶瓷刀片。使用配备可转位陶瓷刀片的刀具系统可以带来诸多好处,包括更快的加工周期和更少的单位工件加工操作。然而,使用这种刀具系统需要程序员和操作员重新思考加工过程,并注意使用其他刀具时可能不会考虑到的细节。

模具车间使用全系列配备晶须增强陶瓷刀片的硬铣刀(包括用于铣削表面、型腔和轮廓的可转位刀片),只需一次装夹即可将淬硬毛坯粗加工成零件并进行精加工。陶瓷镶嵌铣刀(从大型面铣刀到配备可转位陶瓷刀片的小直径立铣刀)可实现安全的高速铣削。使用专为高速硬铣削设计的陶瓷镶嵌铣刀时,务必确保刀片牢固夹紧。

高速铣刀是基于陶瓷刀片在铣削速度下的安全性和可重复性而开发的。目前使用的晶须增强陶瓷的熔点超过2000℃,这意味着陶瓷刀片可以在远高于硬质合金刀片失效点的切削速度下进行加工。事实上,晶须增强陶瓷刀片在高于硬质合金刀片熔点的温度下仍能正常工作。在使用陶瓷刀片进行硬铣削时,不建议使用冷却液,而建议使用风冷,尤其是在型腔铣削中,以避免切屑的二次切削。减少冷却液的使用和废液处理成本也是在硬铣削中使用陶瓷刀片的另一个好处。

立铣刀

使用陶瓷刀片降低加工成本

采用陶瓷刀片进行硬铣削可以通过多种方式帮助模具车间降低生产成本。首先,它可以用一道工序代替多道工序。使用陶瓷刀片进行硬铣削时,可以先对钢材进行淬火,然后在淬火状态下对工件进行铣削,从而取代了过去的机械加工、淬火和再加工三个工序。通过减少在加工的不同阶段设置和移动工件的时间,可以缩短加工周期并改进操作路径。此外,使用陶瓷刀片粗铣淬硬工件可以避免昂贵且耗时的EDM(电火花加工机床)加工,而无需制作一个或多个电极。

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