對(duì)于高速切削,沒有很好的定義,不過其目標(biāo)是很明確的,目標(biāo)之一是通過提高生產(chǎn)率從而降低生產(chǎn)成本。第二個(gè)目標(biāo)就是通過縮短生產(chǎn)時(shí)間和交貨時(shí)間來提高整體的競(jìng)爭(zhēng)力。
其中目標(biāo)之一主要用于機(jī)加工的精加工工序,如淬硬鋼齒輪,軸承,模具等領(lǐng)域。第二個(gè)目標(biāo)更適合粗加工工序,采用合適的刀具材料加大生產(chǎn),從而縮短交貨時(shí)間,爭(zhēng)取最大的競(jìng)爭(zhēng)力。
而且目前,制造業(yè)越來越多的采用數(shù)控機(jī)床或高精密機(jī)床生產(chǎn),而刀具又是數(shù)控機(jī)床是否可高速切削的關(guān)鍵,如選擇的刀具不合適高速切削,那么數(shù)控機(jī)床就形同虛設(shè),無法發(fā)揮其真正的優(yōu)勢(shì)。
目前,市場(chǎng)上的刀具有硬質(zhì)合金刀具,涂層硬質(zhì)合金刀具,陶瓷刀具,CBN刀片和金剛石刀具。金剛石就不用說了,主要針對(duì)金屬材料,就不在此進(jìn)行介紹,主要介紹一下其他幾種產(chǎn)品是否可幫助數(shù)控機(jī)床高速切削。
在選擇刀具材料的同時(shí),還要考慮其他方面,如刀具的結(jié)構(gòu),切削刃的參數(shù),刀具的斷屑方式等都對(duì)高速切削造成一定的影響。所以這也是高速切削刀具技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。
高速切削過程中,工件高速旋轉(zhuǎn),刀具加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱,如何將切削熱盡可能的傳給切屑,并利用高轉(zhuǎn)速將切削熱快速帶走這是關(guān)鍵問題。故在選擇刀具時(shí),不僅要選擇合適的刀具材料,還要選擇合適的幾何角度。
以上幾款刀具材質(zhì),按硬度劃分:CBN刀片>陶瓷刀具>涂層硬質(zhì)合金刀具>硬質(zhì)合金刀具;按韌性劃分:硬質(zhì)合金刀具>涂層硬質(zhì)合金刀具>陶瓷刀具>CBN刀片。適合高速切削的刀具材料主要是CBN刀片和陶瓷刀具,涂層硬質(zhì)合金刀具次之。硬質(zhì)合金刀具雖然韌性好,但硬度低,最高線速度控制在350m/min,超過此線速度的話就會(huì)劇烈磨損,影響生產(chǎn)效率。
CBN刀片大家肯定也會(huì)想,韌性太差,容易崩刀。是的,最初研究出了焊接式CBN刀片確實(shí)脆性大,只能用于精加工工序和連續(xù)切削工況。但后來中國(guó)以河南鄭州為首的超硬刀具企業(yè),經(jīng)過不斷的研發(fā)和實(shí)踐最終打破了只能用于精加工和連續(xù)切削工況的傳說。而且研發(fā)出整體聚晶CBN刀片。可大余量粗車和強(qiáng)斷續(xù)切削高硬度材料。
以華菱超硬為例,作為CBN刀片國(guó)產(chǎn)化的先驅(qū),其刀具采用非金屬(陶瓷)作為粘和劑,屬于獨(dú)家專利產(chǎn)品。其中2005年成功研制出可強(qiáng)斷續(xù)切削硬度HRC60淬硬鋼齒輪的整體聚晶CBN刀片BN-S20牌號(hào),受到廣大用戶和經(jīng)銷商的信賴。
華菱超硬CBN刀片不僅在粗加工領(lǐng)域有很好的刀具材料,而且在斷續(xù)切削工況方面同樣有很好的刀具產(chǎn)品—BN-H21牌號(hào),在斷續(xù)切削淬硬鋼領(lǐng)域有很明顯的優(yōu)勢(shì)。
如華菱超硬CBN刀片BN-H21牌號(hào)斷續(xù)切削齒輪端面(端面有8個(gè)孔)。工件直徑是167mm,工件材質(zhì)為20CrMnTi,硬度是HRC57-61(淬火后),刀具型號(hào):BN-H21 WNGA080404-3S(3個(gè)刃口)。
其切削參數(shù):Vc=157m/min,ap=0.3mm,F(xiàn)r=0.1mm/r,一個(gè)齒輪的加工時(shí)間是60秒,一個(gè)刃口可加工200件,就相當(dāng)于一個(gè)刀片可連續(xù)工作10個(gè)小時(shí),加工600件齒輪。
故針對(duì)目前現(xiàn)有的刀具材料而言,CBN刀片可以更好的實(shí)現(xiàn)高速切削,而且更符合現(xiàn)代國(guó)家綠色制造的發(fā)展方向。