高速切削加工需配備適宜的刀具。
硬質(zhì)合金涂層刀具、聚晶增強(qiáng)陶瓷(taoci)刀具的應(yīng)用,使得刀具同時兼具高硬度的刃部和高韌性的基體成為可能,促進(jìn)了高速加工的發(fā)展。
聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片的硬度可達(dá)3500-4500HV,聚晶金剛石(PCD)硬度可達(dá)6000-10000HV。
據(jù)國內(nèi)高速精加工模具的經(jīng)驗(yàn),采用小直徑球頭銑刀進(jìn)行模具精加工時,線速度超過了400m/min,這對刀具材料(包括硬度、韌性、紅硬性)、刀具形狀(包括排屑性能、表面精度、動平衡性等)以及刀具壽命都有很高的要求。
因此,在高速硬切削精加工模具時,不僅要選擇高速度的機(jī)床,而且必須合理選用刀具和切削工藝。
刃口:就是切削刃,前刀面(倒棱面)與后刀面的交線,是承受切削力和切削熱的主要位置,刀片材料確定后,是影響切削性能的最重要因素!
超硬刀具是現(xiàn)代工程材料的加工在硬度方面提出的更高要求而應(yīng)運(yùn)而生,20世紀(jì)的后40年中有了較大的發(fā)展。超硬材料的化學(xué)成分及其形成硬度的規(guī)律與其他刀具材料不同,立方氮化硼是非金屬的硼化物,晶體結(jié)構(gòu)為面心立方體;而金剛石由碳元素轉(zhuǎn)化而成,其晶體結(jié)構(gòu)與立方氮化硼相似。它們的硬度大大高于其他物質(zhì)。
PCBN刀具最適合于鑄鐵、淬硬鋼等材料的高速切削加工。由PCBN刀具切削鑄鐵及淬硬鋼時刀具后刀面磨損與切削距離的關(guān)系可以看出:當(dāng)切削速度超過一定限度后,切削速度越高,PCBN刀具后刀面磨損速度反而越小,即高速切削下刀具的壽命反而高,這一特點(diǎn)尤其適合現(xiàn)代高速切削加工。對淬硬件(硬度HRC55以上)的精加工,通常采用磨削加工方法來完成,然而隨著刀具材料發(fā)展及車床(尤其是數(shù)控車床)加工精度的提高,以硬態(tài)切削代替磨削來完成零件的最終加工已成為一個新的精加工途徑。