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    中國刀具信息網 -> 切削技術 -> 硬材料加工 -> 直接銑削高硬粉末高速鋼的加工探討
    直接銑削高硬粉末高速鋼的加工探討 瀏覽:
    文章來源:中國刀具信息網  添加人:阿刀   添加時間:2017-02-20
          近年,在沖壓模具業界中超高張力鋼零部件不斷增加的背景下,模具的長壽命化要求也隨之越來越高。目前SKD材作為沖壓模具用材料占有主要地位,但隨著模具的長壽命化要求越高,模具材料也向更高硬度化方向發展。另外,模具制作者為了提高模具的生產性,希望可以直接粗加工淬火鋼等高硬度材料。由此可以預想到模具制作邁進了更高一個難度。
     
    順應這一市場需求,直接高效率加工高硬度材料就成為一個關鍵要素。
     
    (a)QM快魔王(MQX)型
     
    (a)QM快魔王(MQX)型
     
    (b)高硬度材料用高進給刀片(EPHW型)
     
    (b)高硬度材料用高進給刀片(EPHW型)
     
    圖1 刀具外觀
     
    本文敘述的是使用機夾式刀具直接加工硬度比SKD11更硬的粉末高速鋼進行探討和摸索的加工案例。本次使用的是黛杰公司可換式刀頭型機夾式刀具"QM快魔王(MQX)型"+"高硬度材料用高進給刀片(EPHW型)"(圖1),針對高硬度粉末高速模具鋼的粗加工可行性進行了試驗考證
    QM快魔王+高硬度材料用高進給刀片的特點
     
    QM快魔王是一款可以通裝從粗加工到精加工刀片的機夾式多功能刀具。多刃型設計實現高進給加工。高硬度材料用高進給刀片采用耐熱性能、耐氧化性能優良的極光系列納米多層復合涂材質DH102,提高了針對加工高硬度材料時因高切削阻力而產生的切削熱的耐久性。
     
    2 切削速度對刀具壽命的影響
     
    選定粉末高速鋼HAP40(66HRC)為被加工材料,使用3種不同的切削速度做平面切削。刀具使用的是φ16、2刃型,切削參數:Vcc=60m/min、80m/min、100m/min、fz=0.15mm/t、App=0.1mm、Aee=4mm,順銑、風冷。圖2為加工軌跡,表1為加工結果。刀片的后刀面磨損VBB達到0.2mm后即判定為刀具壽命。
     
     
    圖2 加工軌跡
     
       表1 各種切削速度的加工效果
     
    表1 各種切削速度的加工效果
     
           表1中如以Vc=80m/min的切屑去除率為基準,再與Vc=60m/min及Vc=100m/min的切屑去除率相比較,切屑去除體積就有顯著的差別。Vc=80m/min為基準的話,Vc=60m/min時約為1.13倍;Vc=100m/min時約為0.5倍。再看加工效率雖有一點差別,但不如切屑去除率差距大。因此,可以驗證出切削速度對刀具壽命的影響比加工效率更大。在實際的加工中,由于更換刀具需要一定的時間,所以,根據實際想達到的目的是提高加工效率還是刀具壽命,最佳的切削速度將各不相同。

    3 SKD11及各種粉末高速鋼的加工性比較

    接下來使用多種粉末高速鋼,針對SKD11(60HRC)對比了各自的加工性。對比中使用的粉末高速鋼有HAP40(66HRC)、HAP50(68HRC)、HAP72(70HRC)3種,使用前述同樣的刀具分別做前述同樣的平面加工。切削參數:Vcc=60m/min、fz=0.15mm/t、Appp=0.1mm、Aee=4mm,順銑、風冷。圖3為刀具磨損曲線圖,本次測試仍以后刀面磨損量VB為0.2mm即為壽命的標準。其中SKD11加工60m后刀片后刀面磨損量為0.17mm,仍可繼續加工,但表中只列出加工到14m時的數據。

    從圖3的磨損曲線來看,與HAP40相比HAP50及HAP72的壽命極短,HAP40(66HRC)、HAP50(68HRC)、HAP72(70HRC)的硬度雖分別只提高2度,但從表中數據中可以看到60HRC以上的高硬度材料加工中,微量硬度的變化對刀具壽命帶來很大的影響。

    圖4 失效時的刃口情況

    圖4 失效時的刃口情況

    另外,在高硬度材料加工中,軸向分力呈逐步變大趨勢,同時,隨著后刀面磨損量的增加軸向分力隨之增加。一般情況均是由此引起刀片前刀面出現貝殼狀剝離從而決定刀片壽命。圖4為已到壽命的刀片刃口狀態。從照片中可以看出在本次試驗中不僅是SKD11,連加工HAP72的刀片表面也未見貝狀剝離,由此證實本刀具可穩定加工粉末高速鋼。

    4 總結

    SKD11(60HRC)的高速粗加工成為常態的當下,模具的更進一步長壽命化變成新的目標、模具硬度從60HRC升到65HRC的高硬度慢慢也變成了新常態、甚至到70HRC的高硬度時代來臨!

    通過本次驗證試驗,本公司QM快魔王高硬度刀片不僅是可以加工60HRC程度的高硬度材料,甚至可加工更高硬度的材料亦可穩定切削。今后,我們將繼續推進本次的驗證,開發更好、更適合65HRC以上的粉末高速鋼用的刀具,尋求更加實用的高效率切削參數,為模具制造業的轉型升級貢獻全力。
     
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