高速切削加工中刀具材料的选用

高速切削加工已成为航空航天、汽车和模具工业中一种先进的加工技术 ,被加工材料已由铝合金、有色金属转向黑色金属、高温合金、钛合金和复合材料等。就不同被加工材料在高速切削时的刀具材料选用作一详细介绍。

12机械工艺师 2000.3

高速切削加工中刀具材料的选用

袁人炜 陈 明

摘要 高速切削加工已成为航空航天、汽车和模具工业中一种先进的加工技术,被加工材料已由铝合金、有色金属转向黑色金属、高温合金、钛合金和复合材料等。就不同被加工材料在高速切削时的刀具材料选用作一详细介绍。关键词:高速切削 刀具材料

一、前言

20多年前,高速切削主要用于航空航天工业的铝合金加工,随着新型刀具材料的不断涌现,人们开始从事普通钢、铸铁、高强度钢、高温合金、钛合金及复合材料等的高速切削研究工作,并不断取得新的成果。

我国尽管还没有自制的高速切削生产设备,但已有一部分企业进口了相当数量的高速切削加工设备,而大部分用户都面临缺乏高速切削资料的问题。本文就文献中分散、零星的刀具材料选用作一详细的总结,按被加工材料进行分类阐述,以满足不同用户的需要。

该材料在航空航天工业应用较多,适用的刀具有

K10、K20、PCD,切削速度在2000~4000m/min,进给量在3~12m/min,刀具前角为12 ~18 ,后角为10 ~18 ,刃倾角可达25 。

2)铸铝合金

铸铝合金根据其Si含量的不同,选用的刀具也不同,对Si含量小于12%的铸铝合金可采用K10、Si3N4刀具,当Si含量大于12%时,可采用PKD(人造金刚石)、PCD(聚晶金刚石)及CVD金刚石涂层刀具。对于Si含量达16%~18%的过硅铝合金,最好采用PCD或CVD金刚石涂层刀具,其切削速度可在1100m/min,进给量为0.125mm/r[2]。

2.铸铁

对铸件,切削速度大于350m/min时,称为高速加工,切削速度对刀具的选用有较大影响。当切削速度

3.大多数CAM软件,没有考虑到高速切削问题由于高速切削是一种新的加工理念,所以,在众多的CAM软件中,都没有考虑到高速切削问题,例如,高速切削加工复杂轮廓时,要求保持一种有规律的匀速,不允许有明显的滞后现象,否则将会烧坏刀具,而一般CAM软件处理轮廓的NC程序,在曲率变化大的部分,为了保证插补精度,会有明显的滞后现象产生。

高速切削作为一种新的机械加工技术,正在被众多的企业所采用,随着诸如刀具、加工参数选择、CAM软件等问题的逐步解决,高速切削必将对传统制造业产生深刻的影响。

作者通讯地址:上海橡胶模具厂(200071)收稿日期:19991015

[1]

二、高速切削加工刀具材料选用

1.铝合金1)易切削铝合金

三、存在问题

1.合理加工参数的选择

高速切削作为一种新的切削方式,尚没有完整的加工参数表可供选择,也没有许多加工实例可供参考。因此,如何选择合理的加工参数,达到最佳切削效果,是高速切削应用中的一个首要问题。

2.合适的刀具选择

刀具作为高速切削的切削工具,是高速切削推广应用中的一个关键问题。传统铣削中,切削速度不可能超200m/min,因此,国内市场上要寻找一把切削速度超过500m/min的铣刀是很困难的,更不要说切削速度超过1000m/min的铣刀了。如何开发出能满足高速切削要求刀具,是国内众多刀具生产商面临的一个新挑战。