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1、在模具加工领域的 16个常见问题,主讲人:陈章伟,1:铸铁的切削特征是什么：,铸铁的硬度和强度越高，金属的轨削性能越低，刀片和刀具可预期的寿命越低。用于金属切削生产的铸铁其大部分类型的金属切削性能一般都很好。金属切削的性能与结构有关，较硬的珠光铸铁它的加工难度就较大。加工铸铁时常见的磨损为：磨蚀、粘结和扩散磨损。磨蚀主要是由碳化物、沙粒参杂物和硬的铸铁皮产生。有积屑瘤的粘结磨损通常在低的切削速度条件下产生。铸铁的铁素体部分最易焊接在刀片上面，但这可以用提高切削速度和温度来加以刻服。在另一方面，扩散磨损与温度有关，在高切削速度时产生，特别是使用高强度铸铁牌号时。这些牌号有很高的抗变型能力，导致高
2、温。这种磨损与刀具同材料的作用有关，这就使得一部分铸铁要用到陶瓷或立方氮化硼刀具在高速度下加工，以获得良好的刀具寿命及切削质量。一般对加工铸铁要求的典型刀具性能为：高硬度和化学稳定性，但也与工序、工件和切削条件有关；要求切削刃要韧性、耐磨性和刃口强度。,2:什么是模具加工中主要的、共同的加工工序：,粗加工、半精加工和精加工，有时更需要超精加工（大部分是高速切削中应用）。残余量铣削当然是在半精加工工序前进行的同时为后序的精加工做准备，在每一个工序中都应努力做到为下一个工序留下均匀的余量，这一点是非常重要的。如果刀具路径的方向和工作负载很少有快速的变化，刀具的寿命就可能延长。如有条件更应在专用的机
3、床上进行精加工工序。这会在更短的调试和装配时间内提高模具的几何精度和外观质量。,3:在不同的工序中应主要使用何种刀具：,粗加工工序：圆刀片铣刀、球头立铣刀及大刀尖圆弧半径的立铣刀。半精加工工序：圆刀片铣刀（直径范围为10-25mm的圆刀片铣刀）、球头 立铣刀。精加工工序：圆刀片铣刀、球头立铣刀、直立铣刀。残余量铣削工序：圆筒刀片铣刀、球头立铣刀、直立铣刀。通过选择专门的刀具尺寸及切削参数、加工策略来优化切削工艺。,4：在切削工艺中何为最重要的因素？,切削过程中一个最重要的目标是在每一个工序中为每一种刀具创建均匀分布的加工余量。任何时候主要的标准就是每个工序的产生要尽可能的与最终形状相近。为每一
4、种刀具提供均匀分布的加工余量保证了恒定而高的生产率和安全的切削过程。当ap/ae(轴向切削深度/径向切削深度）不变时，切削速度和进给率也可恒定地保持在较高水平上，这样，切削刃上的机械作用各工作负载变公就不，因此产生的热量和疲劳也少，从而提高了刀具的寿命。如果后面的工序是一些半精加工工序，特别是所有精加工工序，就可进行无人加工或部分无人加工。恒定的材料加工余量也是高速加工的基本标准。恒定的加工余量的另一个有利效应就在于机床导轨、球丝杠和主轴轴承的负面影响。,5：为何经常将圆刀片铣刀作为粗加工刀具的首选？,如果使用方肩铣刀进行型腔的粗铣削，在半精加工中就要去除大量的台阶状轨削余量。这将使后续的切削
5、力发生变化，使刀具发生相应的变形。从而影响整个的几何精度。三角形或菱形刀片还会产生更大的公式向切削力，因而它是经济性较差的粗加工刀具。另一方面，圆刀片可在各材料中和各方向上进行铣削，如果使用它，在相邻刀路过渡较平滑，也可以为半精加工留下较小和较均匀的加工余量。圆刀片的特性是它产生的切削厚度是可变的。这就使它可以使用更高的进给率。圆刀片的主偏角从几乎为零改变到了90度，切削作用相当平稳。,6：什么是有效的切削速度？它与生产率是何关系？,切削中，实际上有效的直径上的有效切削速度的基本计算是非常重要的。这和刀具厂商提供的参数值差别在于实际操作过程中的变数。如果不进行计算，就严重降低了生产率，更重要的
6、是，刀具的实际切削条件不能低于它的能力和推荐的应用范围。当进行3D的切削时，切削时的直径在变化，它与工件的几何形状有在。此问题的一个解决方案是定义该工件的陡峭区域和几何形状平坦的区域。如果对每个区域编写专门的CAM程序和切削参数据，就可以达到良好的折中效果。,7：对于淬硬模具钢来讲，重要的应用参数有哪些？,使用高速加工对淬硬模具钢进行精加工时，有条法则就是采用浅切削。切削深度应不超过0.25/0.25mm(轴向切削深度、径向切削深度）。这是为了避免刀柄及切削刀具的过大弯曲和保持所有加工部品拥有的公差和精度值。选择刚性很好的夹持系统和刀具也非常重要。当使用整体硬质合金刀具时，有个经验值就是：如果
7、刀具的直径提高20，刀具的弯曲度将相应的减少50。在则，如果刀具悬伸缩短20，刀具的弯曲度也将相应的减少50。大直径和锥度的刀柄进一步的提高了刚度。当采用可转们刀片的球头立铣刀时，如果刀柄是用整体硬质合金制造，抗变性可以提高3-4倍。,8：何时顺铣，何时逆铣？,当切削刃刚进行切削时，在顺铣中，切削厚度可以达到最大值。而在逆铣中，为最小值。一般来说，在逆铣中刀具的寿命比顺铣中短，这是因为在逆铣中产生的热量比在顺铣中明显提高。在逆铣中当切削厚度从零增加到最大时，由于切削刃受到摩擦在顺铣中强，因此会产生更多的热量。逆铣中径向力也明显高，这对主轴轴承有不利影响。在顺铣中，切削刃主要受到的是压缩应力，这
8、与逆铣中产生的拉力相比，对硬质合金刀片或整体硬质合金刀具的影响小得多。当然也有例外。当使用整体硬质合金立铣刀进行侧铣精加工时，逆铣是首选。这更易获得更小公差的壁直线度和更好的90度角。不同轴向的走刀之间如果有不重合的话，接刀痕也比较小。这主要是因为切削力的方向。如果在切削中使用非常锋利的切削刃，切削力便趋向将刀“拉”向于材料。可以使用逆铣的另一下例子是，使用传统铣床进行铣削，传统铣床的丝杠有较大的间隙。逆铣产生的消除间隙的切削力，使铣削动作更平稳。,9：加工中何时用仿形铣削？何时用等高切削？,在型腔加工中，保证顺铣刀具路径成功的方法是采用等高环绕的切削路径。如果机床的主轴转速有限制，等高线加工
9、就可以有效的保持切削速度和进给率。采用这种方式，工作负载和方向的变化也小。在进行仿形铣削的过程中，应尽可能的避免过于陡峭的面。因为在采用球刀加工时有崩碎的危险。另外机器要有很强的预读功能，这样有利于加工中的减速。同时在进行加工时，留料一定要平均，否刚有刀裂的担心。要进行不同高度的成形棱线加工时，也是唯一能达到理想效果的途径。,10：为了消除切削中的振动，采用什么措施？,选择疏齿距或不等齿距铣刀改用更小的刀具使用小切削刃钝化的刀具，可以使用薄涂层的刀片。使用大的每齿进给，降低转速，或保持转速，提高进给。减小径向和轴向的切削深度。选择稳定的刀柄，使用尽可能大的接柄尺寸、锥度加长杆以获得更佳的稳定性
10、及刚性。当使用偶数齿的刀具可能拆下相应的刀片。,11：高速切削的定义是什么？,定义：高切削速度切削高主轴速度切削高进给切削高速和高进给切削高生产切削描述：HSM不是简单意义上的高切削速度，它应当被认为是用特定的方法和生产设备进行加工的工艺。高速切削无需高转速主轴切削，许多高速切削应用是以中等转速和大刀具进行的。如果在高切削速度和高进给条件下对淬硬钢进行精加工，切削参数是常规的48倍。,12：高速度切削的目标是什么？,高速切削的主要目标之一就是通过高生产率来发降低成本。它主要是用在精加工工序，常常是用于加工淬硬模具钢。另一个目标是通过缩短生产周期和交货时间来提高整体的竞争力。主要因素为：一次（更
11、少次数）装夹的模具加工。通过切削改善模具几何精度，同时减少手工劳动。,13：高速切削的实际优点是什么？,刀具和工件可保持低温度，这在许多情况下延长了刀具的使用寿命，另一方面，在高速切削应用中，切削量是浅的，切削刃的吃刀时间也特别短。也就是讲，进给产生的热量没有正常热传播时间快。低切削力得到小而一致的刀具弯曲。这与每种刀具和工序所需的恒定的加工余量相结合，是高效和安全加工的先决条件之一。由于高速切削中典型的切削深度是浅的，刀具和主轴上的径向力低的。这减少了主轴轴承、导轨、和丝杠的磨损。高速切削和轴向切削也是良好的组合，它对主轴轴承的冲撞力小，使用这种方法可以使用悬伸较长的刀具而振的风险不大。小尺
12、寸部品的高生产率切削，如粗加工和精加工，在总的材料去除率相对低时有很好的经济性。高速度切削可在一般精加工中获得高生产率，可获得杰出的表面质量。表面的质量常低于Ra0.2um.采用高速切削，使对薄壁零件的切削成功率大为提高。这样一来，吃刀时间短，冲击各弯曲减少了。后续的加工更为方便，比如讲放电、省模、以及后续的组装。,14：高速加工有风险或缺点吗？,由于起始过程有高的加速度和减速度度以及停止，导轨、丝杠和主轴轴套产生相对快的磨损，这常常要比较高的维护费用。需要专门的工艺知识、编程设备（CAM)和快速的传输接口。常有相当长的调试和出故障时间。加工中无需的紧急停止，导致人为错误或硬件故障会产行许多严
13、重后果。必须有安全的保护措施：使用带安全外罩及碎片盖的机床。不要使用重刀杆和刀具。定期检查刀具、接杆是否有疲劳裂纹。,15：高速加工对切削刀具的要求有哪些？,高精度磨削，径向跳动不能超出3微米尽可能小的凸出和悬伸。切削力和弯曲尽可能小，切削刃和接触长度应尽可能短。超尺寸、锥度刀柄，这在小直径时特别有用。细晶粒基本各为了得到高耐磨性的TIAIN涂层。用于风冷或冷却液的内冷却孔。适合淬硬高速切削要求的坚固微槽型对称刀具，最好是设计保证平衡。,16：高速切削对机床有何要求？,可编程进给率在40-60m/分轴向加速度要大于1g数据传送速度要在250k/S以上主轴要有高热稳定性各刚性，主轴轴承具有高的预张力和冷却能力具有高的吸收振动能力的刚性机床框架。各种误差补偿温度、象限、丝杠等。CNC中常见的预见功能。,
