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正確選用刀具實(shí)現(xiàn)高效率加工

刀具技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)是:鋁加工:端銑;模具鋼加工:采用高進(jìn)給速度銑削加工。當(dāng)今的機(jī)械加工市場(chǎng)需要高效率、高經(jīng)濟(jì)性，模具制造業(yè)對(duì)此并不陌生。今天，模具制造商不僅面臨著經(jīng)濟(jì)衰退，而且還面臨著為這個(gè)市場(chǎng)制造所需零件的激烈全球競(jìng)爭(zhēng)，他們用來制造這些零件的機(jī)床和材料變得更加復(fù)雜。

隨著科技的快速發(fā)展，人們可能會(huì)忽視市場(chǎng)上提供的不同產(chǎn)品。在硬質(zhì)合金刀具制造商不斷改變刀具幾何形狀和改進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，對(duì)于模具制造商來說，市場(chǎng)上有各種各樣的刀具可供選擇，以滿足其應(yīng)用需求。對(duì)于能夠加工多種材料并適用于不同用途的銑刀，它們會(huì)隨著具體的應(yīng)用目的而變化。下面介紹刀具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，目前市場(chǎng)上提供的不同產(chǎn)品，它們的應(yīng)用范圍和各種優(yōu)勢(shì)。

鋁材加工：端面銑削

在今天的模具制造行業(yè)中，很常見的看到模具制造商使用鋁代替鋼來生產(chǎn)他們的注塑模具，因?yàn)殇X更容易加工和處理，周轉(zhuǎn)時(shí)間更快，并且在大多數(shù)情況下，用鋁模具制成的注塑產(chǎn)品質(zhì)量更高。與模具鋼相比，鋁具有獨(dú)特的性能，只需要一種相對(duì)簡(jiǎn)單和不同的加工方法。

在銑刀及其幾何形狀的選擇方面，我如何知道哪些刀具和幾何形狀適合我的鋁加工?我應(yīng)該用什么幾何?你應(yīng)該選擇什么等級(jí)的鑲件?這些工具能比目前使用的工具獲得更高的使用壽命嗎?

選擇正確的幾何形狀。在大多數(shù)鋁加工領(lǐng)域中，我們一般應(yīng)該選擇具有鋒利幾何形狀的刀具，可以對(duì)材料產(chǎn)生剪切力，例如使用磨刃來加工和切割材料。具有高正向幾何形狀的刀具可以減少切削負(fù)荷和附著力，同時(shí)提高刀片的使用壽命。

選擇正確的鑲刀片等級(jí)(圖1)。鋁在加工的任何地方都容易產(chǎn)生附著力，因此選擇正確的刀片等級(jí)可以在刀具壽命和表面粗糙度方面產(chǎn)生影響。當(dāng)使用涂層刀片時(shí)，如標(biāo)準(zhǔn)CVD或PVD涂層刀片，可能會(huì)形成不必要的葉片堆積。使用硬的無涂層鏡面刀片可以延長(zhǎng)工具的使用壽命。目前，許多制造商可以提供這種技術(shù)或類似的東西。

然而，也有專門為有色金屬加工設(shè)計(jì)和制造的帶涂層的鑲刀片。DLC(類金剛石)涂層和金剛石涂層是兩種用于鑲刀片的涂層，以延長(zhǎng)刀具壽命并改善加工表面的光潔度。雖然這種涂層材料的成本較高，但可以獲得更好的表面粗糙度和更長(zhǎng)的刀具壽命。DLC涂層可使刀具壽命提高2~4倍，金剛石涂層可使刀具壽命提高5~7倍。

當(dāng)您選擇具有最佳幾何形狀和最佳等級(jí)有機(jī)結(jié)合的鑲刀片時(shí)(圖2)，您將獲得更長(zhǎng)的刀具壽命，更好的表面粗糙度，并減少與加工材料的附著力。有了合適的機(jī)床和夾緊系統(tǒng)，您還可以最大限度地提高刀具的分度能力。使用一些沒有涂層的硬質(zhì)合金刀具，表面線速度甚至可以達(dá)到4000ft/min以上。

模具鋼加工：采用高進(jìn)給率的銑削加工　

在加工金屬時(shí)切削量應(yīng)該多大?切削速度應(yīng)該是多少?這是當(dāng)今模具車間最常見的問題，這就引出了下一個(gè)話題:高進(jìn)給率的金屬切削加工。高進(jìn)給率加工的刀具可以為您提供高加工效率和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)(圖3)。事實(shí)上，當(dāng)您使用高進(jìn)給率的刀具切割金屬時(shí)，您可以實(shí)現(xiàn)比使用普通銑刀快2到3倍。今天生產(chǎn)的許多新型數(shù)控機(jī)床堅(jiān)固耐用，功能強(qiáng)大，為工程師使用高進(jìn)給率技術(shù)提供了強(qiáng)有力的支持。

高進(jìn)給率銑削加工通常采用具有各種特性的硬質(zhì)合金鑲刀片，以達(dá)到高效加工的目的。在過去的銑削應(yīng)用中，許多模具加工設(shè)備經(jīng)常使用圓形的鑲刀片。最近，許多刀具公司制造的鑲刀片比過去傳統(tǒng)的圓形鑲刀片可以實(shí)現(xiàn)更高的進(jìn)給速度。為了成功、安全地達(dá)到高進(jìn)給率銑削的目的，掌握鑲刀片的特性是非常重要的。

高進(jìn)給率的鑲刀片通常具有特殊的幾何形狀。三角形的鑲刀片在高進(jìn)給率的銑削中最常用。這種類型的插入葉片往往具有較大的刀尖半徑，較厚的葉片和十分有利的較小接近角度(>45°)。這些特性的結(jié)合使工程師能夠應(yīng)用更高的進(jìn)給速度（以較小的切削深度）。在某些情況下，銑刀的進(jìn)給速度可高達(dá)0.118in/齒。

市場(chǎng)上的幾種刀具甚至配有耐用的雙面負(fù)極刀片。這些耐用的雙面負(fù)極葉片提高了鑲刀片的加工能力。目前，采用帶有正向幾何形狀的負(fù)向銑削刀片是一種非常流行的銑削方法。鑲刀片的共同特點(diǎn)是，它們通常具有相對(duì)較厚的尺寸和正向幾何形狀。應(yīng)用雙面刀片是有利的，其最主要的原因是您可以雙倍使用鑲刀片的有效切削角（這是時(shí)尚的綠色環(huán)保工作方式）。此外，可以利用更有效的切削刃，因此，現(xiàn)在的鑲刀片現(xiàn)在具有更強(qiáng)大的切削能力。如果使用正確，那么工程師在采用某種負(fù)向銑刀時(shí)，實(shí)際上是可以提高刀具的使用壽命的。實(shí)踐證明，在某些高進(jìn)給速度銑刀的設(shè)計(jì)過程中，采用負(fù)設(shè)計(jì)模式的刀具與相對(duì)的單面刀具相比，實(shí)際上可以減小刀具的切削力。

在不斷發(fā)展的模具制造業(yè)中，要想保持競(jìng)爭(zhēng)力，提高生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率至關(guān)重要。選擇合適的刀具將能夠使機(jī)床發(fā)揮出充分的效能，使模具制造師能夠更高效、高速地投入生產(chǎn)到生產(chǎn)之中去。