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簡述淬硬模具鋼高效精密立銑刀材料的開發(fā)創(chuàng)新
鋼材牌號及型號規(guī)格：淬硬模具鋼
淬硬模具鋼性能用途、密度硬度和化學(xué)成分：
模具鋼大部分是在熱處理前進(jìn)行切削加工，主要為平面銑削及型腔、凸模、溝槽等的立銑加工，切削加工后再進(jìn)行淬火、回火等熱處理，此時硬度可達(dá)到HRC50～60甚至更高。高硬度可保證模具的耐磨性，延長其使用壽命，但熱處理后零件易變形，材料變硬，加工性能變差，為了達(dá)到終精度要求，只能采用磨削甚至手工研磨等方法進(jìn)行精加工。這種加工方式效率低、周期長、交貨
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淬硬模具鋼出廠狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)和注意事項(xiàng)
模具鋼大部分是在熱處理前進(jìn)行切削加工，主要為平面銑削及型腔、凸模、溝槽等的立銑加工，切削加工后再進(jìn)行淬火、回火等熱處理，此時硬度可達(dá)到HRC50～60甚至更高。高硬度可保證模具的耐磨性，延長其使用壽命，但熱處理后零件易變形，材料變硬，加工性能變差，為了達(dá)到終精度要求，只能采用磨削甚至手工研磨等方法進(jìn)行精加工。這種加工方式效率低、周期長、交貨遲、成本高，難以滿足客戶需求。當(dāng)前，事實(shí)上已形成了這樣一種局面，哪家公司能高效加工模具，縮短交貨期，降低相應(yīng)成本，就能擴(kuò)大市場，擴(kuò)大銷售，在競爭中取勝。
為了滿足以上要求，人們改變了思路，是否在材料熱處理淬硬后也能用刀具進(jìn)行切削加工，特別是各類型腔、型面等是否也能用立銑刀加工，使其不但用于半精加工，甚至用于精加工，實(shí)現(xiàn)部分或完全“以銑代磨”。刀具切削在單位時間對零件的切除體積量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂輪磨削，即其加工效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磨削，且在設(shè)備投資、占地面積、環(huán)境保護(hù)、降低總成本等多方面可帶來諸多經(jīng)濟(jì)與社會效益。下面介紹整體立銑刀為適應(yīng)切削淬硬鋼的要求而做的改進(jìn)。
刀具材料的開發(fā)與創(chuàng)新：CBN材料開始用于立銑刀
近年來，說起以車代磨、以銑代磨加工淬硬鋼，通常首先想到運(yùn)用立方氮化硼（CBN）刀具材料，CBN的微粒硬度達(dá)HV8000～9000，其燒結(jié)體PCBN的硬度可達(dá)HV3000～5000，耐熱性達(dá)1400～1500℃。PCBN在800℃時硬度還高于陶瓷與硬質(zhì)合金的常溫硬度，故可以硬質(zhì)合金 3～5倍的切削速度進(jìn)行切削，且其化學(xué)穩(wěn)定性好，在1200～1300℃高溫下，也不會與鐵系材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與碳也是在2000℃時才會發(fā)生反應(yīng)。 CBN對各種材料的粘結(jié)、高溫時的擴(kuò)散作用也比硬質(zhì)合金小得多，因此特別適合加工鋼鐵材料。CBN的導(dǎo)熱性為硬質(zhì)合金的20倍，僅次于金鋼石，且其導(dǎo)熱性隨著溫度的提高而增強(qiáng)。CBN與不同材料的摩擦系數(shù)僅為0.1～0.3，且隨著切削速度的提高，摩擦系數(shù)會下降，而硬質(zhì)合金的摩擦系數(shù)為0.4～0.6。
三菱材料公司較早開發(fā)了CBN材料的立銑刀，其CBN-2XLB型R1x5球頭立銑刀（即球頭半徑為1mm，頸長為5mm）可以 20000r/min的轉(zhuǎn)速、1700mm/min的進(jìn)給量、0.05mm的切深（背吃刀量）銑削60HRC的SKD11模具鋼。切削了800米以后，后刀面僅磨損0.03mm。若將切深提高到0.1mm（即在較高切削負(fù)荷下），在切削了400米以后，后刀面磨損高度僅為0.022mm。由于其球頭精度高（R公差為±5μm，外徑公差0～10μm），加工精度很高，為保持同樣的高精度，一把CBN高精度球頭立銑刀所能加工的表面，若換用相同精度的硬質(zhì)合金球頭立銑刀，則需要7～8把。
在切削淬硬模具鋼時，若選擇CBN材料，雖然價格較貴，但因切削速度高，可以縮短加工時間，延長刀具壽命，提高產(chǎn)品質(zhì)量，因此可能具有更好的經(jīng)濟(jì)性。
當(dāng)然，如果脫離實(shí)際加工條件，一味選用新型刀具材料，也可能會增大加工成本（CBN刀具的價格約為硬質(zhì)合金刀具的6～10倍）。另外，使用新型刀具材料時，若切削條件選擇不當(dāng)，也會影響加工質(zhì)量與刀具壽命。因此，應(yīng)對整個加工任務(wù)進(jìn)行評估，綜合權(quán)衡生產(chǎn)批量、加工時間、機(jī)床和刀具性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，在切削速度較低等條件下，也可以選用價格較低的涂層硬質(zhì)合金刀具，同樣可以實(shí)現(xiàn)較好的加工效果。
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