切削工具開發(fā)方向

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:3727












切削工具開發(fā)方向




  隨著機(jī)床的高速度、高精度化及多軸、多功能化、適應(yīng)環(huán)保需求等技術(shù)開發(fā)的進(jìn)展,也自然要求切削、磨削工具、砂輪的產(chǎn)品開發(fā)步伐能夠跟上。其中切削工具正向著滿足高速銑加工、多功能化、微小直徑化、干式加工等方向展開多方面的開發(fā)。


  高速銑加工方面








:銑加工的高速切削要求刀具的特性為,具有高耐磨性、耐熱性和高韌性。通過在超微粒子母材上進(jìn)行復(fù)合多層膜涂層、提高了切削性能的超硬立銑刀等產(chǎn)品正在增加。


  母材方面,正在開發(fā)以超高壓燒結(jié)法制成的工具新素材。無(wú)粘合劑CBN是根據(jù)燒結(jié)法的改良,不加粘合輔助材料,只將CBN粉末進(jìn)行燒結(jié)、制造。也因此得到了非常好的強(qiáng)度和熱特性。此外,正在開發(fā)的還有,把小微粒金剛石通過高密度燒結(jié)而成的工具坯料。
 
  涂層的多層化時(shí)代


  涂層是將TITAN等多種涂層材料結(jié)合到一起,施以重復(fù)多層的復(fù)合多層膜涂層,以提高對(duì)鋼等的切削性能。因在工具表面涂上了復(fù)合多層膜,硬度就達(dá)到了2,500-3,000HV的高硬度,耐熱性能也很好,即使在850-900度的高溫下工具素材也不會(huì)氧化,可保持硬度。又由于多層涂膜,提高了韌性,使表層發(fā)生的龜裂不易傳導(dǎo),可防止屑的產(chǎn)生。


  涂層素材除了有適合鋼的高速切削的碳化鈦和氮化鈦以外,在鋁合金等加工時(shí),還使用金剛石材料。另外,類似金剛石結(jié)晶結(jié)構(gòu)的DLC可以對(duì)鋁材進(jìn)行干式法的孔加工等,令人矚目。最近,在高硬度鋼的高速切削和軟鋼的高效率加工方面,出現(xiàn)了有毫微水平的微細(xì)結(jié)晶粒皮膜的硅材毫微涂層工具等。


  如住友電工高合金的高固定住硼磨料刀片“BNC系列”,是由高耐熱性、強(qiáng)韌CBN母材和特殊陶瓷組合,實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)壽命和提高加工精度,適合切削淬火鋼等。


  在形狀上下功夫、提高生產(chǎn)效率


  由于成型技術(shù)的進(jìn)步,可以自由地制作各種形狀的工具,這對(duì)提高工具性能帶來(lái)了希望。從在工具形狀上下功夫來(lái)看,由于工具材質(zhì)的剛性提高了,可使每個(gè)刃增加鐵屑排出量,因此現(xiàn)正在開發(fā)相當(dāng)于過去雙刃立銑刀四倍以上功效的強(qiáng)力型四刃立銑刀。


  這種產(chǎn)品之一是OSG公司開發(fā)的、用于對(duì)金屬模具及各種零部件的高速、重切削的超硬立銑刀,"WX—PHS"由于對(duì)母材為超微粒子超硬合金的表層進(jìn)行了氮化鋁復(fù)合多層涂層,耐久性能非常好,又因是四刃新型、可將溝槽的螺旋角從30度變?yōu)?5度,使曲線平滑,鐵屑更順暢地排出,加工面得到了很好的加工效果。


  KENNAMETALJAPAN公司的多功能四刃立銑刀也是在超微粒子母材上進(jìn)行TiAIN涂層,使強(qiáng)韌性、高硬度兼?zhèn)涞墓ぞ卟牧暇哂?5度的螺旋角切刃。這樣,對(duì)于SS、碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼等硬度高、難加工的材料,都可進(jìn)行溝槽、側(cè)面及精加工的高速、高進(jìn)給加工。


  以黛杰工業(yè)的金屬模具粗加工為對(duì)象的刀片交換方式超硬立銑刀"SWINGBALL"為正刃形、采用遮斷器并將刀片設(shè)計(jì)為寬溝槽,使切削阻力與過去的產(chǎn)品相比減少了25%。這樣,在高速、高進(jìn)給切削時(shí)亦可作到靜音切削。


  此外,作為在工具形狀上下功夫的立銑刀,還有將刃開到中心部位,達(dá)到更好地進(jìn)行面加工的立銑刀、將球頭立銑刀的刀刃形狀改為橢圓形、使其對(duì)加工件的接觸面加大,稱之為“橢圓立銑刀”。這些刀具的開發(fā),有助于縮短對(duì)金屬模具等高精度加工的時(shí)間。


  以高附加價(jià)值為目標(biāo)


  現(xiàn)在的開發(fā)仍以工具的耐磨損、耐熱性為重點(diǎn),同時(shí)為響應(yīng)正在開展的對(duì)應(yīng)環(huán)境要求的干式切削,相應(yīng)的刀具也在積極開發(fā)中。小笠原小型滾刀研究所開發(fā)的“高性能小型滾刀”除了具有高速、高精度、超壽命的特點(diǎn)外,還能用于干式加工。鈴木工機(jī)制作所也在生產(chǎn)用于干式加工的超硬特殊滾刀。富士BC技研公司則正在開發(fā)半干式加工用車刀“EB—tool”等。


  另外,正如一臺(tái)復(fù)合加工機(jī)床可以完成不同工序的復(fù)數(shù)加工一樣,切削工具方面也在開發(fā)多功能的、一個(gè)刀具可進(jìn)行溝槽、側(cè)面、孔加工等多種加工的產(chǎn)品。這樣就可節(jié)省工具交換時(shí)間,也因減少了工具安裝程序而達(dá)到持續(xù)穩(wěn)定的高精度。


  三菱材料神戶刀具公司的夢(mèng)幻高精度倒圓立銑刀“VC—PSRB‘MIRACLE ORBIT’”作到了原來(lái)需要幾種球頭立銑刀加工才能作到的、對(duì)角部呈R的金屬模具從壁部到底面的連續(xù)加工。從而實(shí)現(xiàn)了減少使用工具數(shù)量、不再出現(xiàn)因交換工具而產(chǎn)生的波節(jié)、加工精度和加工效率進(jìn)一步提高。


  用于直徑小、深孔加工的工具及技術(shù),多為醫(yī)療、生物、半導(dǎo)體、光纜通訊、精密金屬模具等尖端行業(yè)領(lǐng)域使用。深孔是指相對(duì)孔徑而言,孔的深度為五倍以上。


  在小直徑、微小直徑方面,齋藤制作所的“ADR--SUS”鉆頭為不銹鋼等,是針對(duì)不好加工的材料進(jìn)行細(xì)孔加工而開發(fā)出來(lái)的小直徑、微小直徑刀具,特點(diǎn)是壽命超長(zhǎng)。


  日進(jìn)工具的CBN超精旋度立銑刀“SFB”是可對(duì)高硬度材料進(jìn)行超精密加工的小直徑CBN立銑刀工具。因采用的刀刃形狀具有新創(chuàng)意,對(duì)R的中心部位加工效果好,據(jù)說(shuō)用于加工60HRC的淬火鋼,加工表面光潔度可達(dá)到0.9微米。


  日立工具的環(huán)氧錐球頭立銑刀實(shí)現(xiàn)了對(duì)曾依賴于放電加工的微細(xì)深雕刻加工,從而大幅度縮短了加工時(shí)間。


  伊斯卡爾JAPAN的遮擋銑刀,特征是具有高速進(jìn)給切削功能和良好的金屬排出率,還可在伸長(zhǎng)探出時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的進(jìn)給,因此對(duì)深孔、深溝槽加工更具效果。


  如上,采用新開發(fā)的超微粒子母材+多層涂層、可適應(yīng)干式切削、多功能、微細(xì)、小直徑等特定用途的深入開發(fā)等,都說(shuō)明高附加值的產(chǎn)品開發(fā)越來(lái)越被重視。


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