浅谈高性能铣刀与传统铣刀的比较分析:日本传统诡异音乐

　　 [摘要] 本文通过高性能铣刀与传统铣刀,在冲压模具制造过程中的比较分析。阐述了高效率、高精度、高柔性和绿色化的高速切削加工技术是机械加工领域的未来发展的主要趋势。 　　[关键词] 高性能铣刀 传统铣刀 高效率加工 高精度加工
　　
　　1 模具种类、材料简介
　　1.1冲压模具类型
　　1.1.1冲裁模。沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。
　　1.1.2弯曲模。使板料毛坯或其他坯料沿著直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。
　　1.1.3拉深模。是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。
　　1.1.4成形模。是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。
　　1.省略版权所有,只介绍与本文相关的被加工材料。
　　1.2.1 ICD5空冷钢,经表面淬火硬度HRC可达55~65。是一种以铸代锻的高碳低合金钢,适用于冲压1.2mm以下钢板材,广泛应用于刃口,压型模等结构件,使用寿命可达几万次。
　　1.2.2 C45 W中炭钢 、中炭钢或45#钢香港称为王牌钢,此钢材的硬度为:HB170 ~ HB220,价格便宜,加工容易,在模具上用作模架,顶柱。
　　1.2.3灰口铸铁。含碳量较高(2.7%～4.0%),断口呈灰色,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。用于制造机床床身、模架等结构件。
　　2 高性能铣刀与传统铣刀的具体比较分析
　　2.1.1外覆盖件模具粗加工用球头铣刀的特点
　　该款刀具适用于汽车外覆盖件模具粗加工时的型面轮廓强力仿形切削,一般来说,D50、D40的刀具进行型面开粗,D30的刀具进行型面的半精加工和圆弧过渡面的清根加工,被加工工件的材质主要是以上介绍的冷作模具钢和钼铬合金铸铁,为了降低成本,有些廉价模具也采用GCr15钢和灰口铸铁,甚至采用A3钢堆焊的毛坯生产。因此要求该刀具有极高的综合切削性能:(1)适用于各种被加工材质的刀片槽型和结构;(2)优秀的抗冲击性能,强力铣削加工时不能出现切削刃意外崩缺;(3)长的刀具使用寿命,一般客户希望能够在不更换刀片情况下不间断地加工完一个型面,对于加工一个大型模具意味着4～12小时的加工寿命;(4)低的切削振动,这是制约加工效率提高最难逾越的因素;(5)高的形状精度和高负荷加工下刀具的精度保持性;(6)高的刀体可靠性。
　　2.1.2实际加工案例
　　2.1.2.1覆盖件模具球头铣刀加工案例1:机床:意大利龙门三轴加工中心刀具:BMR030-G32-XP30-02-L;刀片:XPHT30R1504;牌号:YBG302被加工材料:FC600加工参数:Vn=3000r/min,ap=4~8mm,ae=4mm,f=3000mm/min
　　 加工结果:加工前与加工后用激光对刀仪在线检测,精度与国外刀具相同,一次加工17小时刀具微见磨损,刀片刃口完好,小批量使用后性能与国外产品相同,建议批量订货取代国外刀具。
　　2.1.2.2模具球头铣刀加工,案例2:
　　机床:意大利龙门三轴加工中心
　　刀具:BMR040-MT5-XP40-02-L;刀片:XPHT40R2004;牌号:YBG302
　　被加工材料:钼铬铸铁(牌号不详)
　　加工参数:Vn=2500r/min;ap=8～12mm;ae=8mm;f=3000mm/min
　　加工结果:精度明显高于原刀具,加工时振动明显低于原刀具,刀具的平均使用寿命和加工效率高于原刀具两倍以上,批量加工未出现异常情况。
　　2.1.省略,加工实例证明了其高效切削性能,比原来传统球头铣刀提高加工效率2倍以上,且刀具寿命更长,性能可与国外先进厂家相当;批量应用证明该刀具性能稳定可靠,由于性价比高,节约了刀具消耗成本。
　　2.2新型大进给铣刀
　　2.2.1新型大进给铣刀特点
　　以前用于粗加工的可转位刀具普遍配用圆刀片,表面上看似乎可获得很大的切深量,可一次切除大量材料,但由于其切削刃与被加工材料的接触长度大于直线刃刀片的接触长度,因此切削阻力增大,很难实现大进给切削。此外,圆刀片在刀具悬伸较长的加工场合受到径向力作用,易造成刀具弯曲而发生振颤。多刃型大进给圆角立铣刀的切削刃设计在刀具回转轴的底部,因此切削阻力主要作用于轴向,即多刃型大进给圆角立铣刀即使悬伸较长也不易发生颤振,能够实现稳定加工。同时,通过将刀片小型化,使切削刃长度比以往的大进给刀具明显缩短,减小了切削阻力,从而通过多刃化有效控制了切削力。
　　2.2.2实际加工案例
　　2.2.2.1试验机床:MIKRON UCP1000
　　被加工材料:NAK80(HRC40)
　　对比试验刀具:普通D32大进给铣刀;株钻D32大进给铣刀
　　测量仪器:KISTLER电荷测力仪加工参数:ap=1.7mm,ae=25mm,V=120m/min,f=0.8mm/z
　　试验结果:由于受到机床功率的限制,f=0.8mm/z时机床已经达到极限功率,株钻D32大进给铣刀MR01-063-A22-ZD16-04的切屑成两段排出www.省略,切削状态正常。而与其对比的普通刀具已经完全丧失了继续切削的能力,出现强烈的振动甚至抖动。这就证实采用分屑技术与大进给相结合的新型刀具有着更加优越的切削性能。
　　2.2.2.2新型大进给铣刀加工实例验证
　　加工零件:汽车踏板模具,材料为738H(HRC33～40)
　　株钻刀具:XMR01-063-A22-ZP16-04;刀片:ZDMT160416-GM;
　　牌号:YBM351;刀具直径:D63
　　对比刀具:进口D63大进给刀具,刀具直径:D63
　　加工方式:干式切削
　　加工试验结果:株钻刀具每刃平均切削寿命为3.5小时,普通刀具为3.7小时,寿命基本相当;株钻刀具的切削振动声音相对较小;株钻刀具切屑细碎,容易被压缩空气吹走,切屑刮擦相对较轻。
　　2.2.省略版权所有,效益相当可观。
　　3 结论
　　与传统刀具相比,新的高性能模具铣刀加工效率提高2～3倍甚至更高,这一成功得益于优化的刀具几何设计和新的铣削策略。高性能铣削刀具的最大优点是减少了对机床的投资。低振动切削对于大悬伸加工效率的提高起到了关键作用。分屑方法是实现低振动切削最现实的一种方法,试验和实际应用都证明其效果明显。
　　参考文献:
　　[1]朱正欣.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社,1999.
　　[2]汪尧.工艺系统几何误差对加工精度的影响分析[J].科技信息.