模具制造领域的常见问题解答（2）

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-30 20:39:09点击率：

模具制造领域的常见问题解答（2）作者：佚名文章来源：不详点击数：

9)什么是有效切削速度（ve）和为什么它对高生产率非常重要？
  切削中，实际或有效直径上的有效切削速度的基本计算总是非常重要。由于台面进给量取决于一定切削速度下的转速，如果未计算有效速度，台面进给量就会计算错误。
  如果在计算切削速度时使用刀具的名义直径值（Dc），当切削深度浅时，有效或实际切削速度要比计算速度低得多。如圆刀片CoroMill200刀具（特别是在小直径范围）、球头立铣刀、大刀尖圆弧半径立铣刀和CoroMill390立铣刀之类的刀具（这些刀具请参见山特维克可乐满的模具制造样本C-1102:1）。由此，计算得到的进给率也低得多，这严重降低了生产率。更重要的是，刀具的切削条件低于它的能力和推荐应用范围。
  当进行3D切削时，切削时的直径在变化，它与模具的几何形状有关。此问题的一个解决方案是定义模具的陡壁区域和几何形状浅的零件区域。如果对每个区域编制专门的CAM程序和切削参数，就可以达到良好的折中和结果。
  10)对于成功的淬硬模具钢铣削来说，重要的应用参数有哪些？
  使用高速铣对淬硬模具钢进行精加工时，一个需遵守的主要因素是采用浅切削。切削深度应不超过0.2/0.2mm（ap/ae：轴向切削深度/径向切削深度）。这是为了避免刀柄/切削刀具的过大弯曲和保持所加工模具拥有小的公差和高精度。
  选择刚性很好的夹紧系统和刀具也非常重要。当使用整体硬质合金刀具时，采用有大核心直径（大抗弯刚性）的刀具非常重要。一条经验法则是，如果将刀具的直径提高20％，例如从10mm提高到12mm，刀具的弯曲将减小50％。也可以说，如果将刀具悬伸/伸出部分缩短20％，刀具的弯曲将减小50％。大直径和锥度的刀柄进一步提高了刚度。当使用可转位刀片的球头立铣刀（见模具制造样本C-1102:1）时，如果刀柄用整体硬质合金制造，抗弯刚性可以提高3－4倍。
  当用高速铣对淬硬模具钢进行精加工时，选择专用槽形和牌号也非常重要。选择像TiAlN这样有高热硬度的涂层也非常重要。
  11)什么时候应采用顺铣，什么时候应采用逆铣？
  主要建议是：尽可能多使用顺铣。
  当切削刃刚进行切削时，在顺铣中，切屑厚度可达到其大值。而在逆铣中，为小值。一般来说，在逆铣中刀具寿命比在顺铣中短，这是因为在逆铣中产生的热量比在顺铣中明显地高。在逆铣中当切屑厚度从零增加到大时，由于切削刃受到的摩擦比在顺铣中强，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有利得多。当然也有例外。当使用整体硬质合金立铣刀（见模具样本C-1102:1中的刀具）进行侧铣（精加工）时，特别是在淬硬材料中，逆铣是。这更容易获得更小公差的壁直线度和更好的90度角。不同轴向走刀之间如果有不重合的话，接刀痕也非常小。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”向材料。可以使用逆铣的另一个例子是，使用老式手动铣床进行铣削，老式铣床的丝杠有较大的间隙。逆铣产生消除间隙的切削力，使铣削动作更平稳。
  12)仿形铣削还是等高线切削？
  在型腔铣削中，保证顺铣刀具路径成功的方法是采用等高线铣削路径。铣刀（例如球头立铣刀，见模具制造样本C-1102:1）外圆沿等高线铣削常常得到高生产率，这是因为在较大的刀具直径上，有更多的齿在切削。如果机床主轴的转速受到限制，等高线铣削将帮助保持切削速度和进给率。采用这种刀具路径，工作负载和方向的变化也小。在高速铣应用和淬硬材料加工中，这特别重要。这是因为如果切削速度和进给量高的话，切削刃和切削过程便更容易受到工作负载和方向改变的不利影响，工作负载和方向的变化会引起切削力和刀具弯曲的变化。应尽可能避免沿陡壁的仿形铣削。下仿形铣削时，低切削速度下的切屑厚度大。在球头刀中央，还有刃口崩碎的危险。如果控制差，或机床无预读功能，就不能足够快地减速，容易在中央发生刃口崩碎的危险。沿陡壁的上仿形铣削对切削过程较好一些，这是因为在有利的切屑速度下，切屑厚度为其大值。
  为了得到长的刀具寿命，在铣削过程中应使切削刃尽可能长时间地保持连续切削。如果刀具进入和退出太频繁，刀具寿命会明显缩短。这会使切削刃上的热应力和热疲劳加剧。在切削区域有均匀和高的温度比有大的波动对现代硬质合金刀具更有利。仿形铣削路径常常是逆铣和顺铣的混合（之字形），这意味切削中会频繁地吃刀和退刀。这种刀具路径对模具质量也有不好的影响。每次吃刀意味刀具弯曲，在表面上便有抬起的标记。当刀具退出时，切削力和刀具的弯曲减小，在退出部分会有轻微的材料“过切削”。
  13)为什么有的铣刀上必须有不同的齿距？
  铣刀是多切削刃刀具，齿数（z）是可改变的，有一些因素可以帮助确定用于不同加工类型的齿距或齿数。材料、工件尺寸、总体稳定性、悬伸尺寸、表面质量要求和可用功率就是与加工有关的因素。与刀具有关的因素包括足够的每齿进给量、至少同时有两个齿在切削以及刀具的切屑容量，这些仅是其中的一小部分。
  铣刀的齿距（u）是刀片切削刃上的点到下一个切削刃上同一个点的距离。铣刀分为疏、密和超密齿距铣刀，大部分可乐满铣刀都有这3个选项，见模具制造样本C-1102:1。密齿距是指有较多的齿和适当的容屑空间，可以以高金属去除率切削。一般用于铸铁和钢的中等负载铣削。密齿距是通用铣刀的，推荐用于混合生产。
  疏齿距是指在铣刀圆周上有较少的齿和有大的容屑空间。疏齿距常常用于钢的粗加工到精加工，在钢加工中振动对加工结果影响很大。疏齿距是真正有效的问题解决方案，它是长悬伸铣削、低功率机床或其它必须减小切削力应用的。
  超密齿距刀具的容屑空间非常小，可以使用较高的工作台进给。这些刀具适合于间断的铸铁表面的切削、铸铁粗加工和钢的小余量切削，例如侧铣。它们也适合于必须保持低切削速度的应用。铣刀还可以有均匀的或不等的齿距。后者是指刀具上齿的间隔不相等，这也是解决振动问题的有效方法。
  当存在振动问题时，推荐尽可能采用疏齿不等齿距铣刀。由于刀片少，振动加剧的可能性就小。小的刀具直径也可改善这种情况。应使用能很好适应的槽形和牌号的组合——锋利的切削刃和韧性好的牌号组合。
  14)为了获得性能，铣刀应怎样定位？
  切削长度会受到铣刀位置的影响。刀具寿命常常与切削刃必须承担的切削长度有关。定位于工件中央的铣刀其切削长度短，如果使铣刀在任一方向偏离中心线，切削的弧就长。要记住，切削力是如何作用的，必须达到一个折中。在刀具定位于工件的中央的情况下，当刀片切削刃进入或退出切削时，径向切削力的方向就随之改变。机床主轴的间隙也使振动加剧，导致刀片振动。
  通过使刀具偏离中央，就会得到恒定的和有利的切削力方向。悬伸越长，克服所有可能的振动也就越重要。
  15)为了消除切削过程中的振动，应采取什么措施？
  当存在振动问题时，基本措施是减小切削力。这可通过使用正确的刀具、方法和切削参数达到。
  遵守下面的已证明有效的建议：
  -选择疏齿距或不等齿距铣刀。
  -使用正前角、小切削力刀片槽形。
  -尽可能使用小铣刀。当使用减震接杆进行铣削时，这一点特别重要。
  -使用小切削刃钝化半径（ER）的刀片。从厚涂层到薄涂层。如需要可使用非涂层刀片。应使用基体为细晶颗粒的高韧性刀片牌号。
  -使用大的每齿进给。降低转速，保持工作台进给量（等于较大的每齿进给量）。或保持转速并提高工作台进给量（较大的每齿进给量）。切勿减小每齿进给量！
  -减小径向和轴向切削深度。
  -选择稳定的刀柄，如可乐满Capto。使用尽可能大的接柄尺寸，以获得稳定性。使用锥度加长杆，以获得大刚性。
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