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  • 高速铣削的参数与铝合金高速切削参数

    类别:工业技术       2019-09-25 | 144阅读       标签:

    高速铣削是指利用高硬度特别是具有高温硬度(如硬质合金、陶瓷等)的材料制造刀具,采用较高的铣削速度加工工件,以达到提高生产效率的一种方法。例如,新型Sialon陶瓷刀具的(复合Si3iN4-A12O3陶瓷)强度和断裂韧度都很高,其强度一般能保持到1200℃不变,常温硬度为1800HV,在1000℃的高温时硬度仍可保持在1300HV,它可作为高速粗加工铸铁及镍基合金的理想刀具材料,其切削速度可达1500m/min。加工镍基合金时的生产效率可比硬质合金提高5~10倍;比加工铸铁时的生产效率提高2~4倍。采用这种陶瓷面铣刀精铣铸铁床身( HT250,159~210HBS),切削速度可达593m/min;精铣钢板(Q235)时切削速度可达575 m/min。

    采用高速铣削,一方面可改善工件的切削性能,使工件的表面粗糙度值减小;另一方面可改善刀具材料(如硬质合金)的韧性,在每齿进给量不变的情况下,适当提高铣削速度是提高生产效率的有效措施。

    高速切削的意义

    高速铣削刀具的几何参数:

    高速铣削时,由于铣削速度高,而铣削又是断续切削,刀齿会受到一定的冲击,但是,所用的刀具材料,如硬质合金等的耐冲击韧度却很低,故铣刀的几何参数应在提高强度和耐冲击方面采取措施。

    高速铣削时,刀具一般都选择较小的前角,甚至采用负前角。采用负前角铣刀铣削时,铣削力作用在离开切削刃一小段距离的前面上,并使硬质合金刀面受压应力[见图5-13 (b)];而采用正前角铣刀铣削时,则切削力作用在强度弱的切削刃和刀尖附近,并使刀齿受弯曲应力[见图5-13 (a)]。采用负前角虽然会使切屑变形,铣削力增大,切削热增加,但切削温度的有利作用也会增强,但整个工艺系统的刚性要好。

    为了改善切削性能,充分发挥正前角铣刀的优点,可采用正前角带负倒棱的铣刀铣削。因为负倒棱能增强切削刃的强度,而正前角又能减小切屑变形和降低铣削力,所以,高速铣削时,多采用图5-12 (c)所示的正前角带负倒棱刀齿的结构。负倒棱的宽度通常取Ьr1=(0.3~0.8)ƒz,,一(0.3~0.8)z,粗加工时取大值,精加工时取小值;倒棱前角通常取гo1=-10°~- 5°

    前角形式、受力情况及负倒棱

    铝合金高速切削参数:

    高速铣削时,主偏角也应适当地减小或采用过渡刃(甚至两段偏角过渡刃),以提高铣刀刀尖的强度。

    此外,由于硬质合金可转位铣刀的刀片采用机械夹同,不需焊接,避免了焊接时高温产生的内应力、裂纹和其他损伤,能在较高的切削速度和较大的进给量下工作,以充分发挥刀片的作用,提高生产效率。

    铝合金的高速切削加工,速度很高,刀具前刀面温升高,前角比常规切削时的刀具前角约小10°,后角稍大约5°~8°,主副切削刃连接处需修圆或导角,以增大刀尖角和刀具的散热体积,防止刀尖处的热磨损,减少刀刃破损的概率。在PCD刀具超高速切削铝合金时,切削厚度较小,属于微量切削,后角及后刀面对加工质量的影响较大,刀具最佳前角为12° ~15°,后角为13°~15°,以减小径向切削力。

    钛合金塑性低、切屑与前刀面的接触长度短,应选用小前角,以增加切屑与前刀面的接触面积,改善散热条件,加强切削刃,一般取g0=5°~15°。从提高刀具寿命和切削加工的表面质量考虑,钛合金加工应尽可能选用大后角a0=8°~15°。不同的刀具材料,不同的加工质量要求,刀具的最佳几何参数也随之变化。例如,硬质合金刀具粗加工钛合金时前角g0=-6°~6°效果最佳,精加工时g0=0~15°;而高速钢刀具加工时前角g0=5°~15°,后角a0则一般取12°左右。


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