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高速銑削時數(shù)控刀具的選用
高速銑削時數(shù)控刀具的選用是小編為大家?guī)淼恼撐姆段�，歡迎閱讀。
摘要：詳細分析了超高速銑削時數(shù)控刀具選用的基本原則及其材料特點。
依據(jù)目前相關(guān)研究成果,總結(jié)了高速銑削時幾種刀具材料的具體選用方法和相應(yīng)的切削速度。
關(guān)鍵詞：高速銑削;數(shù)控;刀具
高速銑削的關(guān)鍵是要有高速的銑削刀具，伴隨著切削速度的提高，對刀具的材料等參數(shù)都提出了更高的要求。
在高速切削的過程中刀具必須承受高壓，高溫，振動，沖擊和摩擦等影響，其制造材料的耐熱，耐磨，硬度，韌性，工藝和經(jīng)濟性是實現(xiàn)高速加工的關(guān)鍵因素。
在對不同的加工工件切削時要選擇與之相適配的高速切削刀具。
一、高速銑削數(shù)控刀具選用的原則
(一)具有高韌性和高抗沖擊能力
根據(jù)工件的材料對應(yīng)的高速切削范圍有:鋁合金為(1 000~7 000)m /min，銅及銅合金為(900~5 000)m /min，各類鋼為(500~2 000)m /min，灰口鑄鐵為(800~3 000)m /min，鈦為(100~1 000)m /min。
高速切削中，切削速度比傳統(tǒng)的速度要高出5~10倍，有些甚至達到了7 000m /min的高速，因此選用的刀具應(yīng)該有高韌性和高抗沖擊能力。
(二)具有高的強度、硬度和耐磨性
隨著切削刀具技術(shù)的進步，高速加工已廣泛地應(yīng)用在汽車和電子元件產(chǎn)品中的合金鋼(HRC>30)沖壓模及塑料模具零件等。
有調(diào)查顯示:鍛模和鑄模常用材料的硬度范圍在HRC 45 ~60之間;塑料模的硬度范圍HRC>30;沖壓模具常用材料硬度范圍在HRC 50~62。
在高速切削上述材料時，切削刀具必須具有高的硬度才能滿足生產(chǎn)。
(三)高的熱硬性和化學(xué)穩(wěn)定性
刀具以150m /min的高速在切削HRC58~65的淬硬鋼時，最高的切削溫度可達到1 000℃以上，因此要求切削刀具在如此高的溫度下仍能保持高硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，以確保切削正常進行。
二、高速銑削數(shù)控刀具材料選用
(一)高速銑削塑料數(shù)控刀具的選用
塑料由于其強度低，和金屬材料相比其切削力也要弱很多，對選擇使用什么刀具幾乎沒有什么影響。
但是塑料由于其導(dǎo)熱性能比較差，當(dāng)切削用量提高后，隨之增加的還有切削熱。
當(dāng)塑料被告訴切削時，刀具的溫度比較高，而切割下來的塑料碎屑由于導(dǎo)熱能力差處于交融狀態(tài)，在空氣中受冷又被硬化。
在塑料進行切割的過程中其會經(jīng)常的粘在刀具上，這樣就會改變刀具的切割方向，影響了切割的精度。
金剛石銑刀由于其導(dǎo)熱性能高，摩擦系數(shù)小，是切削塑料的較理想的道具。
(二)高速銑削石墨數(shù)控刀具的選用
與銅質(zhì)電極相比石墨電極具有許多不可比擬的優(yōu)點，例如，機械的加工性能好，熱變形小，加工的精度高，速度快，電極的損耗小，加工溫度高，耐高溫等優(yōu)點。
雖然石墨非常的容易切削，但是其必須具備足夠的硬度在用作EDM電極中，避免在EDM和操作中受到損壞，同時石墨電極的晶粒尺寸和強度等也受到電極的形狀影響，在對切削的過程中易對工件造成崩碎，道具也容易受到磨損。
在石墨加工中刀具受損是最重要的一個問題。
在對石墨電極進行加工中刀具的磨損是非常嚴(yán)重的，如果選用金剛石涂層的刀具，則刀具的磨損量會大大的降低，這就使得對石墨的加工使用高速銑削變?yōu)榭赡堋?/p>
金剛石涂層的刀具具有耐磨性高，耐磨系數(shù)小，硬度高等優(yōu)點，因其具有這些優(yōu)點是其成為石墨加工刀具的最佳選擇。
(三)高速銑削鋁合金數(shù)控刀具的選用
高速銑削技術(shù)最先研究的對象就是鋁合金材料，關(guān)于其的技術(shù)到現(xiàn)在已很成熟。
在汽車的生產(chǎn)領(lǐng)域中，為了減輕汽車的重量，減少耗油量，正在大面積使用輕型材料，鋁合金就是其中的一種。
大眾汽車公司1979年就使用了金剛石刀具高速切削鋁合金，其不論是在刀具的使用壽命上還是加工的粗糙程度上都比普通的加工工藝高出20倍。
在對鋁合金材料進行高速切削時，刀具如果采用的是立方氮化硼和人造金剛石則刀刃容易崩，影響切削效果。
對鋁合金材料進行超高速切削時，應(yīng)根據(jù)鋁合金材料中Si的含量選擇所用刀具。
當(dāng)Si含量的小于12%時使用k10，Si3N4刀具。
對于Si含量高于12% 的時，切削刀具可使用人造金剛石(PKD)，聚晶金剛石(PCD)或著是金剛石(CVD)涂層的刀具。
當(dāng)鋁合金材料中Si含量高于16%時，最好使用金剛石涂層到或者是聚晶金剛石。
(四)高速銑削鑄鐵數(shù)控刀具的選用
涂層氮化硅和立方氮化硼，硬質(zhì)合金的刀具是在對鑄鐵件加工時常用的刀具。
耐磨性好是硬質(zhì)合金刀的一個優(yōu)點，但是相比陶瓷和立方氮化硼其硬度相對較低。
為了彌補這方面的不足之處，經(jīng)常在刀具的表面涂上一層碳氮化鈦或者是氮化鈦鋁等物質(zhì)。
如果在刀具的表面涂上一層碳氮化鈦或者是氮化鈦鋁等物質(zhì)相比于沒有涂層的刀具生產(chǎn)率提高了25%，刀具的使用周期則提高了5倍還要多。
另外，鋁氮化鈦的涂層到在任意的切削速度下比氮化鈦或碳氮化鈦涂層的刀具使用周期更長，約是其3倍。
(五)高速銑削鈦合金(Ti6Al6V2Sn)數(shù)控刀具的選用
鈦合金雖然具有沖擊韌性大，但是其硬度比Inconel 718略低。
在對其加工時硬化情況非常嚴(yán)重，因此經(jīng)常發(fā)生刀具磨損等現(xiàn)象。
日本一個學(xué)者在經(jīng)過大量的操作，對鈦合金如果使用直徑是10mm的硬質(zhì)合金K10兩刃螺旋銑刀切割，刀具的使用周期可達到任意時候。
三、結(jié)論
被加工工件和刀具材料之間存在一個適配性問題，即在對工件進行加工時刀具具有良好的性能，并不是一種刀具是萬能的，同一個刀具在加工某一材料時性能良好，但是相對于另外一種工件卻不理想，這是高速切削技術(shù)復(fù)雜性的一面。
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