文章:硬质合金刀具的发展趋势,一文讲透!

所有者:TerryWang(呢称); 发布时间:2020-06-15 13:02:50; 更新时间:2020-06-15 13:15:24

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简介:株洲钻石切削刀具股份有限公司技术专家张海老师于5月7号晚上8点在金粉讲堂为大家分享了整体刀具发展趋势及各行业的应用,通过视频讲解,带来了针对整体硬质合金刀具的关键技术及其应用,并同参与观众互动答疑,回复了关于整体刀具应用中的各类问题。今天,小编带着大家回顾一下这期讲堂。 视频

1. 刀具发展的四大趋势


高效加工。人类社会的文明进步与生产力的提高是分不开的,而生产效率是生产力的重要组成部分,因此,不断提高加工效率是机床与工具产业可持续发展的永恒主题。


超精加工。工要求越来越高:以车铣代磨、汽车发动机、飞机发动机无残余应力、不锈钢零件、3C无刀痕加工手机边框。


被加工材料升级。件材料多样化,难加工材料得到广泛应用:耐热铸钢(铁)、高强度钢、双向不锈钢、航空钛合金、镍基高温合金等。


自动化智能化。


2. 孔加工钻头:UD系列麻花钻


UD系列麻花钻广泛应用于汽车、模具、航空航天等领域的孔加工环节:



3. 钛合金铣刀——TM系列钛合金铣刀



精彩问答


Q:UD麻花钻与GD麻花钻有什么区别?

A:UD麻花钻是我司推出的最新一代通用加工麻花钻,采用新开发的曲线刃麻花钻槽型,在刀具结构、刃口处理、涂层等方面均与GD麻花钻有不同,较GD麻花钻在加工软钢、不锈钢等方面性能有了明显提升,钻削过程中切削力也较GD麻花钻有降低,大部分工况下有更好的钻削性能。


Q:麻花钻加工不锈钢总是铁屑缠绕,有什么办法改善?

A:首先尝试调整切削参数看能否改善断屑状况:如铁屑厚度较大则降低进给,铁屑薄且不断可适当增大进给,根据铁屑状态变化调整切削参数。


Q:UD麻花钻加工孔径精度一般能达到多少?

A:正常工况下UD麻花钻钻孔径精度在IT8~IT9。一般来说,UD麻花钻加工后孔的实际尺寸比刃径公称值大0.01~0.03mm。


Q:UD麻花钻是否可以加工8D孔?

A:UD麻花钻标准产品目前推出了3D、5D系列,8D系列将于近期推出,目前有相关需求可按需定制。


Q:UD麻花钻是否可用于精加工?

A:UD麻花钻加工孔径精度一般在IT8~IT9,孔壁粗糙度在Ra3.2以上;如对孔壁质量、孔径精度有更高要求可选择铰刀等精加工刀具。


Q:UD麻花钻一般可修磨多少次,修磨后寿命如何?

A:UD麻花钻一般至少可修磨3~5次,修磨后寿命在新刀寿命80%以上。随着修磨次数增加,刀具寿命及被加工孔孔壁质量、孔径精度会有下降。


Q:d8.5规格UD麻花钻外冷工况下加工316不锈钢,钻深3D,推荐钻削参数?

A:外冷加工316L不锈钢,推荐试切参数如下:线速度60~100m/min,进给0.08~0.15mm/r,根据实际断屑状况和刀具磨损状况对切削参数进一步优化。


Q:UD麻花钻规格范围?

A:标准产品刃径规格范围:外冷d2~d25;内冷d3~d25,在这个刃径规格范围之外产品可进行定制。


Q:UD麻花钻是否可用于加工阶梯孔?

A:目前UD麻花钻只推出了不含阶梯倒角的普通麻花钻,如需加工阶梯孔可进行非标定制。


Q:UD麻花钻的定心性能如何?

A:UD麻花钻采用特殊的横刃修磨设计,定心性能优秀。


Q:GD麻花钻采用双刃带,UD麻花钻采用单刃带,各有什么优缺点?

A:采用双刃带结构钻头导向性能有优势,在加工深孔、贯穿孔时能更好地导向,另外在断屑良好的状况下双刃带设计对孔的圆度和精度也有更好的改善作用。但在断屑不佳时可能影响排屑,甚至被铁屑划伤孔壁;同时双刃带设计导致钻削时轴向切削力有一定程度增大。


UD麻花钻3D、5D规格采用单刃带设计, 能适用于大多数常规工况,尤其是对软钢、不锈钢等不易断屑、存在加工硬化现象的材质加工,单刃带设计更适用。


Q:UD麻花钻加工42CrMo合金钢寿命如何?

A:加工寿命与很多因素有关,被加工材料特性、切削参数、冷却状况均对加工寿命有明显影响。


在100~120米线速度,0.15~0.2mm/r进给,内冷压力10Bar以上,UD麻花钻加工常规42CrMo合金钢寿命可稳定在100m以上。


Q:UD麻花钻是否可用在车床上钻孔?

A:UD麻花钻的钻尖定心性优异,可以适用于车床外孔加工。


Q:UD麻花钻钻孔对内冷冷却压力有什么要求?

A:一般要求内冷冷却液压力不低于10Bar,钻孔越深冷却液压力相应增大。


Q:UD麻花钻是否可用于加工贯穿孔?

A:可以。加工贯穿孔有很多注意事项,请参考样本说明。采用标准UD麻花钻加工贯穿孔时注意在贯穿位置钻入钻出时适当降低转速与进给。


Q:麻花钻加工通孔时出口经常有毛刺或小圆片,请问有什么方法改善?

A:采用普通麻花钻加工通孔时,钻出过程中切削力存在突变,且冷却液无法回流导致铁屑排出受阻,钻穿时孔底剩余材料很薄,在钻削高温状况下易发生塑性变形,无法顺利折断,从而出现毛刷或小圆片。


一般在即将钻通时降低转速和进给可以一定程度上改善出口毛刺现象。另外,采用烛台钻尖形式的钻头也可以有效改善出口处毛刺、翻边等现象。


Q:UD麻花钻是否可以用于钻削HRC45硬度的预硬钢?

A:可以。建议先按样本推荐切削参数进行试切。


Q:UD麻花钻外冷加工45钢,d5规格,钻深25mm,是否需要啄钻?切削参数如何确定?

A:在外冷冷却压力较大的情况下,d5规格UD麻花钻可以无需啄钻直接加工25mm深度的孔,这样可以有效提高加工效率。


推荐切削参数如下:线速度100~120m/min,进给0.12~0.2mm/r;在铁屑基本为C型碎屑情况下有很好的钻削寿命。


Q:加工HB450~500硬度的钢材,有什么较好的解决方案?

A:对应硬度在HRC38~50的钢材加工,我司QD系列麻花钻有较好的加工性能。UD麻花钻在合适的切削参数下也可用于HRC50以内钢材的钻孔加工。


Q:加工通孔,UD麻花钻和GD麻花钻哪个更好?

A:与被加工材质和工况有关系。针对中高硬度合金钢通孔钻削,优先推荐GD麻花钻。


Q:UD麻花钻加工钛合金和高温合金性能如何?

A:UD麻花钻可以用于高温合金和钛合金加工,有不错的加工寿命。切削参数请参考样本推荐。


Q:是否可以定制双刃带结构UD麻花钻?

A:我们可以根据客户的不同需求,在标准系列产品的基础上进行可以。


Q:有没有加工GH4169的铣刀?

A:加工GH4169的铣刀有PM,TM和RM,性能最好的是RM,对效率和寿命要求不高的,请采用PM和TM,这两款刀具有现货。


Q:钛合金铣刀在使用方面有什么注意的方面?

A:第一,钛合金铣刀使用时需要采用冷却液润滑,不要采用含氯的切削液。


第二,钛合金铣刀使用时需要给出合适的切削参数,否则很容易引起刀具破损或崩刃。


第三,铣削钛合金时宜采用不对称顺铣法,这样刀齿前面远离刀尖部分首先接触工件,刀齿切离时的切屑很薄,不易粘接在切削刃上。而逆铣时正相反,容易粘屑,当刀齿再次切入时切屑被折断,造成刀具材料剥落崩刃。


说明:由于钛合金的导热系数很小,切屑与前刀面的接触长度极短,切削时产生的热量不易传出,集中在切削区和切削刃附近的较小范围内,切削温度很高。在相同的切削条件下,切削温度可比切削45#钢时高出1倍以上。


当切削钛合金时,为了降低切削温度,应当向切削区域浇注大量的以内却作用为主的切削液。对切削液的要求有导热系数大、比热大、热容量大、汽化速度快、流量大、流速快。一般来说,水比油的导热系数大3~5倍,比热大1倍,汽化热几乎大10倍左右,故采用水溶性切削液较为合适。但是不能使用含氯的冷却液,避免产生有毒物质和引起氢脆,也能防止钛合金因高温应力腐蚀开裂。


Q:加工钛合金哪种铣刀最好?

A:钛合金铣刀TM铣刀最好,其中有TM-4R,TM-4RP,TM-5R,TM-5RP,TM-7R,TM-8R,TM-9R,TM-4E,TM-5E,TM-4B等系列刀具。4刃铣刀建议切削线速度在40~60m/min,5刃和7刃铣刀建议线速度在80~120m/min.8刃~9刃建议线速度在50m/min。


珩切精加工钛合金时,建议采用VTM铣刀,此系列刀具纯切削时间可达16h以上。


Q:加工钛合金材质的D10的四刃圆角铣刀,切削参数怎么给定?

A:若采用TM-4R-D10.0R1.0,线速度为50m/min,进给量为0.16~0.25mm/r;若采用公司其他刀具,请参考公司样本给值。


Q:TM铣刀除了加工钛合金,还能加工其他材料吗?

A:TM铣刀非常适合加工钛合金,也可以加工不锈钢、普通钢件等。


Q:钛合金槽铣加工,选择哪个系列合适?

A:由于钛合金变形系数小,变形系数小于或接近1,切屑在前刀面上滑动摩擦的路程大大增加,所以需要有宽大的周齿槽;同时单位面积上的切削力大,由于切屑与前刀面的接触长度极短,单位接触面积上的切削力大大增加,容易造成崩刃。而TM-4R,TM-5R都采用成型槽磨削,具有极大的容屑空间,满足切屑在成型槽内滑动,刀尖圆角保护,有效的分散刀尖的受力状态,能够很好的适应槽铣加工。


Q:采用PM-4R铣刀加工钛合金,容易发生刀具崩刃现象,请问有什么好的解决方案?

A:PM-4R铣刀是针对通用钢材铣削加工设计理念制造的,不是非常适合钛合金零件加工,建议采用TM-4R替代,可以很好的解决此类问题。


Q:钛合金加工是否可以采用干式切削?

A:由于钛合金切削具有以下特点:


1)切削温度高,在同样的切削条件下,比加工45#的切削温度高1倍以上;


2)单位面积上的切削力大,由于切屑与刀具前刀面的接触线长度极短,单位接触面积上的切削力大大增加,切削热也增强,极易出现烧刀崩刃;


3)冷硬现象严重,由于钛的化学活性大,在高的切削温度下,很容易吸收空气中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同时切削过程中的塑性变形也会造成表面硬化。冷硬现象不仅会降低零件的疲劳强度,而且能加剧刀具磨损。


所以,钛合金加工时不宜采用干式切削,最好在乳化液冷却的条件下切削。


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