對于高速切削,沒有很好的定義,不過其目標是很明確的,目標之一是通過提高生產率從而降低生產成本。第二個目標就是通過縮短生產時間和交貨時間來提高整體的競爭力。
其中目標之一主要用于機加工的精加工工序,如淬硬鋼齒輪,軸承,模具等領域。第二個目標更適合粗加工工序,采用合適的刀具材料加大生產,從而縮短交貨時間,爭取最大的競爭力。
而且目前,制造業(yè)越來越多的采用數控機床或高精密機床生產,而刀具又是數控機床是否可高速切削的關鍵,如選擇的刀具不合適高速切削,那么數控機床就形同虛設,無法發(fā)揮其真正的優(yōu)勢。
目前,市場上的刀具有硬質合金刀具,涂層硬質合金刀具,陶瓷刀具,CBN刀片和金剛石刀具。金剛石就不用說了,主要針對金屬材料,就不在此進行介紹,主要介紹一下其他幾種產品是否可幫助數控機床高速切削。
在選擇刀具材料的同時,還要考慮其他方面,如刀具的結構,切削刃的參數,刀具的斷屑方式等都對高速切削造成一定的影響。所以這也是高速切削刀具技術的一個重要組成部分。
高速切削過程中,工件高速旋轉,刀具加工時會產生大量的熱,如何將切削熱盡可能的傳給切屑,并利用高轉速將切削熱快速帶走這是關鍵問題。故在選擇刀具時,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,按硬度劃分:CBN刀片>陶瓷刀具>涂層硬質合金刀具>硬質合金刀具;按韌性劃分:硬質合金刀具>涂層硬質合金刀具>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,涂層硬質合金刀具次之。硬質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劇烈磨損,影響生產效率。
CBN刀片大家肯定也會想,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。但后來中國以河南鄭州為首的超硬刀具企業(yè),經過不斷的研發(fā)和實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??纱笥嗔看周嚭蛷姅嗬m(xù)切削高硬度材料。
以華菱超硬為例,作為CBN刀片國產化的先驅,其刀具采用非金屬(陶瓷)作為粘和劑,屬于獨家專利產品。其中2005年成功研制出可強斷續(xù)切削硬度HRC60淬硬鋼齒輪的整體聚晶CBN刀片BN-S20牌號,受到廣大用戶和經銷商的信賴。
華菱超硬CBN刀片不僅在粗加工領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品—BN-H21牌號,在斷續(xù)切削淬硬鋼領域有很明顯的優(yōu)勢。
如華菱超硬CBN刀片BN-H21牌號斷續(xù)切削齒輪端面(端面有8個孔)。工件直徑是167mm,工件材質為20CrMnTi,硬度是HRC57-61(淬火后),刀具型號:BN-H21 WNGA080404-3S(3個刃口)。
其切削參數:Vc=157m/min,ap=0.3mm,Fr=0.1mm/r,一個齒輪的加工時間是60秒,一個刃口可加工200件,就相當于一個刀片可連續(xù)工作10個小時,加工600件齒輪。
故針對目前現有的刀具材料而言,CBN刀片可以更好的實現高速切削,而且更符合現代國家綠色制造的發(fā)展方向。