要实现经济的金属切除作业,必须全盘考虑整个加工过程。在许多情况下,与采用廉价刀具相比,采用高质量铣刀,可选用更高的进给量和切削速度,并可获得更长的刀具寿命。由于加工时间减少,大大提高了生产率和成本效益。 +vZYuEq_
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我们可以采用多种不同的方法,来降低制造成本。由于直接减少刀具成本的方法,实施起来简便而迅速,所以经常有人做这方面的尝试。据专业刊物报导,刀具成本仅占总制造成本4%左右,这是众所周知的事实。因此可以推断,采用高质量刀具可节省更多的费用。因为高质量的刀具允许采用最大的进给量,从而可获得最短的加工时间。实际上,降低成本要从金属切除作业的整体来考虑。如果用户希望经济地使用现今的刀具,就必须研究某些要素。首先是约束参数和刀具使用条件,还包括加工材料。这对于刀具的选择和切削参数的确定极为重要。可以看到,在湿切削、干切削和硬材料切削中,加工可靠性是一个重要的因素。具有异常锋利刀刃和合适几何形状的刀具,可减小切削力和摩擦生热。 KLe6V+ki*
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湿切削在冷却润滑液条件下用端铣刀进行铣拐角 C 9%bD
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切削和约束参数对不同涂层高速钢刀具的耐用度有重大影响,见右1.4301)时,无涂层和TiN、TiCN、TiAlCN、TiAlN涂层端铣刀的耐用度。刀齿进给量fz是变量。随着进给量的增大,涂层刀具的耐用度明显变大。这是由于不锈钢切削时的加工硬化所致。在刀齿进给量小时,切屑在上次切削的加工硬化区内形成,使应力作用在刀具及其涂层上。这说明TiCN、TiAlN和TiAlCN涂层具有有利的性能。随着进给量的增大,相对于金属去除率的比切削力减小。在较低的应力载荷下,TiN、TiCN、TiAlCN和TiAlN涂层不再显示任何不同(表1,A)。从这些关系所表露的事实,可通过减少涂层的重复性而节省刀具费用。为此,瑞士Alesa公司将标准刀具的涂层限定在TiN、TiAlN和TiAlN-X几种。其他涂层刀具也可按要求供应。 i<S\x
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表1 湿切削的切削用量 刀具 切削用量 材料 工序 铣刀类型 刀直径 ta&z lZt
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mm 齿数 刀片 刀片材料 每齿进 (B` NnL$
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给量fz _U}|Le@ e
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(X5GrNi1810) 铣角 端铣刀 10 4 60 13 2 B DIN 1.4301 pe[huYE
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(X5GrNi1810) 铣槽 Alesa螺旋式90° V,ZRX}O
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AO 20R 63 5 0.12 19.8 16 63 C GGV-40 粗铣 面铣刀 s,-<P1}/
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AEFN 硬质合金 >Dv=lgPF
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TiAIN L%7WHtU*#
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(单层) 0.15 130 2.0 130 D GGV-40 精铣 面铣刀 4xx?x/q
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(单层) 0.05 130 1.0 130 j~2t^Qz
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在奥氏体不锈钢上铣槽 =Oh/4TbW[
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机床之外,实践中某些参数已基本上不必再选。在第一个例子中,这些与切削宽度ae、深度ap和材料有关。尽管如此,该例还是说明了依据使用高速钢刀头的切削规范,可实现的切削性能。附加的措施确保了可靠的加工。该例还表明,涂层是非常合适的。为获得最佳结果,奥氏体不锈钢(材料牌号为1.4301)是在一台稳固的立式铣床上进行切削的。该铣床主轴驱动电机功率为22kW,铣削时以较小压力从外部供给冷却润滑液。 .@(MNq{"6
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首先,必须保证可靠排屑。排屑是借助一套压缩空气喷射装置直接完成的。允许的最大切削速度Vc和刀具进给量,受限于由机床、工件、工件夹紧机构和刀具组成的系统的刚度。甚至,稍稍增大切削速度就会触发显著的振动。结果,使刀刃在瞬间遭到破裂。采用槽铣刀时(左其一,它在刀具与工件之间起一个热壁垒的作用,从而减小作用于刀具基体上的热应力;同时,它起一种固体润滑剂的作用,以减小摩擦和切屑的附着。理想的涂层应能阻碍这类磨损,不致损坏刀具,且延续的时间要尽可能地长。目前,TiAlN涂层便是其中一种能满足这些要求的高性能涂层。 >48)@sS
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铣削导柱 $>~4RXC
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由于所需切削力和发热量有限,采用干切削加工导柱并不困难。不管长度如何,被加工工件都会产生少量变形。但由于所用的切削力异常地小,所造成的变形也很小。结果,加工时间明显缩短。干切削时,必须切记,不管采用何种刀具涂层,加工过程中产生的热量,总有一部分会传到刀具上,并再经刀具传到刀具主轴,尤其是在工件特别长或延长加工时间的情况下。 @(st![i+
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导柱(用St52-3制成)上的槽,是采用45°SD12R面铣刀铣削的。铣刀上装有SDFT 1204 AEFN机夹刀片(参见表2,A)。鉴于这些刀片刀刃的耐用度超过40min,因而,不用换刀,便可加工10个以上的工件。在此情况下,最大金属切除率达到315cm3/min。平面铣削是使用90°AP 16R面铣刀进行的,铣刀上装有APFT 1604PDR刀片(参见表2,B)。 z81`Lhg6
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铣削多位夹具 /i~n**HeF?
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该工件由工具钢(材料牌号:1.2312)制成,平面加工由铣削完成,槽部挖空且将角铣至90°。基于这些情况,考虑采用干切削。这不仅可保证顺利地排屑,而且能不太困难地实现稳定可靠的加工。压缩空气用于辅助排屑,尤其是在铣削槽部和角部时。采用这种方法可防止切屑回落到切削区。每个刀刃的耐用度为45~60min(参见表2,C~E)。 表2 干切削的切削用量 刀具 切削用量 材料 工序 面铣刀 刀具 j|% C?N
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直径 (P:.@P~
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mm 齿数 刀片 刀片材料 每齿进 7 ( /
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给fz 切削速度 YKj PE
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m/min 进给量 DOo34l6#
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mm/min 切深 Y1FP |
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mm 切宽 ;l b@o,R :
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mm A St52-3 槽铣 Alesa ~|)'vK8W
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45°SD ,}#l0BY
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12R 50 4 SDFT 3>sA_
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AEFN 硬合金 SfwAMNCe
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TiAIN(单层) 0.25 260 1400 2.0 50 B St52-3 平面铣 Alesa !n/"39KT
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90°SD *]
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PDR 硬合金 #}!Ge
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TiAIN(单层) 0.1 260 640 3.5 17 C 工具钢 p9)'nU'\t
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1.2312 平面铣 Alesa (-(sBQ a+
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45°SD C_=WL(
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