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当高速高精加工模具用CBN立铣刀

发布时间:2021-09-15 01:01:59 阅读: 来源:渔坠厂家
当高速高精加工模具用CBN立铣刀

高速、高精加工模具用CBN立铣刀

近年来,加工中心机床的高速化极大地促进了模具加工的高速化。早期,高速钢立铣刀是模具加工的主流刀具;当机床主轴转数超过1万转后,涂层硬质合金立铣刀成为主流加工刀具;如今,主轴最高转数达4~6万转的加工中心机床开始普及应用,CBN立铣刀将成为模具加工的主流刀具。下面介绍住友电工超硬材料公司生产的高速、高精度加工模具用BNBP型CBN立铣刀。

BP型CBN立铣刀的特点

BNBP型CBN立铣刀的切削机理与以前的硬质合金立铣刀不同。硬质合金立铣刀铣削模具时一般采用锋利的切削刃,而BNBP型CBN立铣刀的切削机理则是采用钝化切削刃,像精密磨削那样进行铣削加工,因此在低速条件下加工时切削抗力较大,难以充分发挥刀具性能,但在高速条件下加工高硬度钢时,不仅可显示出刀具使用寿命长的优势,还能获得高精度的优质加工表面。具有大负前角的切削刃是BNBP型CBN立铣刀具有高抗崩刃性并可获得优良加工表面的重要因素。

BNBP型CBN立铣刀具有以下优势:①具有接近硬质合金刀具的高抗崩刃性能,能实现高效加工;②能获得高精度的优质加工表面,可大幅度缩短精磨时间;③能胜任高硬度钢模具的高速加工,可大幅度缩短加工时间;④使用寿命超过涂层硬质合金刀具3倍以上,用1把BNBP型CBN立铣刀就能完成模具的精加工;⑤R圆弧精度达±5μm,能实现高精度加工。

BP型CBN立铣刀性能对比

分别使用BNBP型CBN立铣刀和其它公司的CBN立铣刀,在同一加工条件下(工件材料:SKD11(HRC60);立铣刀:R1.0,N=20000min-1,F=2000mm/min,Ad=0使用寿命久长.05mm,Rd=0.05mm;风冷;切削长度:100m)进行铣削后切削刃和已加工面对比。可以发现,其它公司CBN立铣刀的中心切削刃附近已发生崩刃,加工表面有撕裂痕迹;而BNBP型CBN立铣刀的中心刃附近无崩刃现象、磨损也很小,加工表面相当漂亮。比较立铣刀中心切削刃的形状可知,BNBP型CBN立铣刀的中心刃厚度较薄。由于采用了大负前角,即使在中心刃附近也具有足够强度,因此可减小中心刃厚度,从而能获得漂亮的加工表面,防止中心刃崩刃。BNBP型CBN立铣刀采用了大负前角切削刃形状和抗崩刃性能最佳的BN350型CBN材料,因此能实现接近硬质合金高效加工条件的模具铣削加工。

在主轴转数1万转和2万转条件下铣削加工SKD11(HRC60)模具钢(工件材料:SKD11(HRC60);立铣刀:R1.0,f=0.05mm/齿,Ad=0.05mm,Pf=0.05mm;风冷;切削长度:100m)。以1万转铣削加工时,CBN立铣刀的中心刃部分发生了崩刃,刀具寿命低于硬质合金立铣刀;但以2万转铣削加工时,硬质合金立铣刀的磨损较大,而CBN立铣刀几乎无磨损。模具加工用立铣刀的R精度达到±5μm是很普遍的,但涂层硬质合金立铣刀由于磨损使刀夹位置后退,大大降低了R精度;而CBN立铣刀几乎无磨损,因此能实现R±5μm精度的铣削加工。

在41、性能万转条件下高速铣削SKD11模具钢时(工件材料:SKD11(HRC60);立铣刀:R1.0,N=40000min-1,F=4000mm/min,Ad=0.05mm,Pf=0.05mm;油雾冷却),与涂层硬质合金立铣刀的后刀面磨损量相比,BNBP型CBN立铣刀的后刀面磨损量极小,几乎可忽略不计。如果能满足材料丈量需求将刀具寿命设定为后刀面磨损宽度VB=0.014mm有抹面复合外保温系统欧洲技术批准指南 EOTA ETAG 004(2000年3月版),则CBN立铣刀的寿命是涂层硬质合金立铣刀的10倍左右。加工HRC60硬度等级的淬硬钢时,在1万转条件下加工时,CBN立铣刀的寿命与硬质合金立铣刀相当;但在2万转条件下加工时,CBN立铣刀的寿命是硬质合金立铣刀的3~5倍;在4万转条件下则是硬质合金立铣刀的10倍。由此可见,主轴转数越高,CBN立铣刀与硬质合金立铣刀的寿命之差就越大。CBN立铣刀的价格约为硬质合金立铣刀的3倍,如果在2万转以上进行铣削加工,至少可以实现成本与硬质合金立铣刀相当。由于刀具寿命延长3倍以上,用1把立铣刀就能加工1件模具,可以大幅度缩短磨削工序。如果用BNBP型CBN立铣刀加工硬度不太高的模具材料,则刀具寿命可达到硬质合金立铣刀的30倍以上。

3.模具加工实例

用BNBP型CBN立铣刀加工移动零件用模具。粗加工时,Ad=0.1mm对原有的CBN立铣刀来说非常苛刻,而使用BNBP型CBN立铣刀不仅不发生崩刃,而且能实现稳定加工。精加工时,使用R0.3mm的BNBP型CBN立铣刀在36000r/min的高速条件下加工。由BNBP型CBN立铣刀和涂层硬质合金立铣刀精加工表面(工件材料:SKD11(HRC60);立铣刀:R0.3,N=36000min-1,F=500mm/min,Ad=0.03mm,Pf=0.02mm;油雾冷却;MEGAⅢ加工中心)的放大照片可见,CBN立铣刀的加工面进给刀痕清晰而均匀,而硬质合金立铣刀的加工面刀痕则不是十分清晰和均匀。因此,使用BNBP型CBN立铣刀加工可以大幅度减少后续磨削工作量。(end)

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