在高速铣削加工模具中,刀具技术最关键,而且涉及面多,主要体现在刀具材料及几何参数选择、刀具的损坏与检测、刀具与机床的连接技术、刀具的安全性等问题上。
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刀具材料及几何参数选择
刀具的损坏与检测
刀具与机床的连接技术
刀具的安全性
(1)刀具损坏
由于高速铣削刀具价格较贵,刀具的损坏严重缩短了刀具的使用寿命,增加了高速铣削加工的成本。因此,控制刀具的损坏,加强刀具的检测对高速铣削具有重要意义。刀具损坏有磨损和破损两种情况。磨损是刀具在加工过程中与工件发生接触和摩擦而产生的表面材料消耗现象;破损是刀具发生崩刃、断裂、塑性变形等导致刀具失去切削能力的现象,它包括脆性破损和塑性破损。
刀具磨损是高速铣削中需解决的一个难题。高速铣削时刀具的磨损主要有后刀面磨损、前刀面月牙洼磨损、边界磨损、微崩刃、片状剥落、塑性变形等形态。不同加工材料及高速刀具材料的主要磨损形式不同。后刀面磨损是高速刀具磨损的最常见的形式,也是刀具的正常磨损形式,一般用后刀面均匀磨损区宽度VB值作为刀具的磨损极限。后刀面磨损区宽度加大会使刀具切削迅速减弱。前刀面月牙洼磨损主要出现在塑性金属的高速切削加工中,常发生在切削温度较高而刀具红硬性差的切削条件下。边界磨损常发生在刀具后刀面的刀具、工件接触边缘处,形状为一狭长沟槽。高速切削不锈钢、高温合金时易发生边界磨损。微崩刃是在刀具切削刃上产生的微小缺口,通常发生在断续高速切削时。
片状剥落主要发生在刀具的前、后刀面上,其原因是刀具-切屑、刀具-工件接触区的接触疲劳或热应力疲劳所致。
(2)刀具的检测
目前,刀具检测主要采用人工检测、离线检测和在线检测三种形式。人工检测是由工人在加工时凭经验对刀具的状态进行检测;离线检测是在加工之前对刀具进行专门检测,并预测其寿命,看能否完成当前的加工任务;在线检测也称实时检测,是在加工过程中实时对刀具进行检测,并依据检测结果进行相应的处理。
通过对刀具材料及几何参数、刀具损坏与检测、刀具与机床的连接技术、刀具安全性四个方面分析了高速铣削淬硬模具时对刀具的要求,只有解决好高速铣削刀具这些问题,才有利于模具高速铣削加工技术的推广应用。