機(jī)械，模具加工常用金屬材料及其特性?

機(jī)械 ，模具加工常用金屬材料及其特性

1、45——碳素結(jié)構(gòu)鋼，是常用中碳調(diào)質(zhì)鋼

首要特征: 常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，歸納力學(xué)功能杰出，淬透性低，水淬時(shí)易生裂紋。小型件宜采用調(diào)質(zhì)處理，大型件宜采用正火處理。運(yùn)用舉例: 首要用于制作強(qiáng)度高的運(yùn)動(dòng)件，如透平機(jī)葉輪、壓縮機(jī)活塞。軸、齒輪、齒條、蝸桿等。焊接件留意焊前預(yù)熱，焊后消除應(yīng)力退火。

2、Q235A（A3鋼）——常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼

首要特征: 具有高的塑性、耐性和焊接功能、冷沖壓功能，以及一定的強(qiáng)度、好的冷彎功能。運(yùn)用舉例: 廣泛用于一般要求的零件和焊接結(jié)構(gòu)。如受力不大的拉桿、連桿、銷、軸、螺釘、螺母、套圈、支架、機(jī)座、建筑結(jié)構(gòu)、橋梁等。

3、40Cr——運(yùn)用廣泛的鋼種之一，屬合金結(jié)構(gòu)鋼

首要特征: 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有杰出的歸納力學(xué)功能、低溫沖擊韌度及低的缺口敏感性，淬透性杰出，油冷時(shí)可得到較高的疲勞強(qiáng)度，水冷時(shí)雜亂形狀的零件易產(chǎn)生裂紋，冷彎塑性中等，回火或調(diào)質(zhì)后切削加工性好，但焊接性欠好，易產(chǎn)生裂紋，焊前應(yīng)預(yù)熱到100～150℃，一般在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下運(yùn)用，還能夠進(jìn)行碳氮共滲和高頻外表淬火處理。運(yùn)用舉例:調(diào)質(zhì)處理后用于制作中 速、中載的零件，如機(jī)床齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂針套等，調(diào)質(zhì)并高頻外表淬火后用于制作外表高硬度、耐磨的零件，如齒輪、軸、主軸、曲軸、心軸、套筒、銷子、連桿、螺釘螺母、進(jìn)氣閥等，經(jīng)淬火及中溫回火后用于制作重載、中速?zèng)_擊的零件，如油泵轉(zhuǎn)子、滑塊、齒輪、主軸、套環(huán)等，經(jīng)淬火及低溫回火后用于制作重載、低沖擊、耐磨的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環(huán)等，碳氮共滲處即后制作尺度較大、低溫沖擊韌度較高的傳動(dòng)零件，如軸、齒輪等。

4、HT150——灰鑄鐵

運(yùn)用舉例:齒輪箱體，機(jī)床床身，箱體，液壓缸，泵體，閥體，飛輪，氣缸蓋，帶輪，軸承蓋等。

5、35——各種標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件的常用資料

首要特征: 強(qiáng)度適當(dāng)，塑性較好，冷塑性高，焊接性尚可。冷態(tài)下可部分鐓粗和拉絲。淬透性低，正火或調(diào)質(zhì)后運(yùn)用運(yùn)用舉例: 適于制作小截面零件，可承受較大載荷的零件：如曲軸、杠桿、連桿、鉤環(huán)等，各種標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件。

6、65Mn——常用的繃簧鋼

運(yùn)用舉例:小尺度各種扁、圓繃簧、座墊繃簧、繃簧發(fā)條，也可制做繃簧環(huán)、氣門簧、離合器皇片、剎車繃簧、冷卷螺旋繃簧，卡簧等。

7、0Cr18Ni9——常用的不銹鋼（美國鋼號(hào)304，日本鋼號(hào)SUS304）

特性和運(yùn)用: 作為不銹耐熱鋼運(yùn)用廣泛，如食物用設(shè)備，一般化工設(shè)備，原于能工業(yè)用設(shè)備。

8、Cr12——常用的冷作模具鋼（美國鋼號(hào)D3，日本鋼號(hào)SKD1)

特性和運(yùn)用: Cr12鋼是一種運(yùn)用廣泛的冷作模具鋼，屬高碳高鉻類型的萊氏體鋼。該鋼具有較好的淬透性和杰出的耐磨性；因?yàn)镃r12鋼碳含量高達(dá)2.3%，所以沖擊韌度較差、易脆裂，并且簡(jiǎn)單形成不均勻的共晶碳化物；Cr12鋼因?yàn)榫哂薪艹龅哪湍バ?，多用于制作受沖擊負(fù)荷較小的要求高耐磨的冷沖模、沖頭、下料模、冷鐓模、冷擠壓模的沖頭和凹模、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉深模以及粉末冶金用冷壓模等。

9、DC53——常用的日本進(jìn)口冷作模具鋼

特性和運(yùn)用: 高強(qiáng)耐性冷作模具鋼，日本大同特殊鋼（株）廠家鋼號(hào)。高溫回火后具有高硬度、高耐性，線切割性杰出。用于精細(xì)冷沖壓模、拉伸模、搓絲模、冷沖裁模、沖頭號(hào)10、SM45——一般碳素塑料模具鋼（日本鋼號(hào)S45C）

10、DCCr12MoV——耐磨鉻鋼

國產(chǎn).較Cr12鋼含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均勻有所改進(jìn),MO能減輕碳化物偏析并提高淬透性,V能細(xì)化晶粒添加耐性.此鋼有高淬透性,截面在400mm以下能夠完全淬透,在300~400℃仍可堅(jiān)持杰出的硬度和耐磨性,較Cr12有高的耐性,淬火時(shí)體積變化小,又有高的耐磨性和杰出的歸納機(jī)械功能.所以能夠制作截面大,形狀雜亂,經(jīng)受較大沖擊的各種模具,例如一般拉伸模,沖孔凹模,沖模,落料模,切邊模,滾邊模,拉絲模,冷擠壓模,冷切剪刀,圓鋸,標(biāo)準(zhǔn)東西,量具等。

CNC加工中心模具加工精度多少與什么有關(guān)？

CNC加工中心模具加工精度多少與什么有關(guān)？

1.選用高精高速加工中心

　　隨著產(chǎn)品規(guī)劃要求的進(jìn)步與高速加工技術(shù)的開展日益老練，然后極大地進(jìn)步了模具數(shù)控加工質(zhì)量與極大的進(jìn)步了模具加工速度、削減了加工工序、縮短了模具的出產(chǎn)周期與裝夾次數(shù)，有時(shí)可以消除耗時(shí)的鉗工修正作業(yè)。模具的高速加工逐步成為模具出產(chǎn)企業(yè)技術(shù)改造的重要內(nèi)容之一，高速數(shù)控加工中心替代傳統(tǒng)低速加工已成為必然，并且模具制作技術(shù)的開展也將帶給咱們愈加豐厚的產(chǎn)品體會(huì)。

　　2.選用適宜的刀柄結(jié)構(gòu)

　　高速加工中心的運(yùn)用，也將帶動(dòng)相關(guān)工藝裝備的更新。特別是刀具對(duì)數(shù)控加工質(zhì)量、刀柄的影響將變得突出。在回轉(zhuǎn)類刀具加工系統(tǒng)中，夾頭與機(jī)床 （ 或其組合體 ） 的銜接緊密，才干確保刀具加工性能的完成。一般常常運(yùn)用的機(jī)床與刀柄的接口有HSK中空刀柄和BT型東西刀柄等兩類。機(jī)床主軸與BT刀柄的錐柄接口錐度為 24 ：7，傳統(tǒng)的低速加工適合運(yùn)用這種刀柄銜接辦法，因?yàn)?BT 刀柄與機(jī)床主軸僅僅錐面合作，在高轉(zhuǎn)速離心力效果下將使錐面合作空隙增大，然后影響數(shù)控加工質(zhì)量。一般當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速超越 16000 轉(zhuǎn) / 分，咱們將需求選用 HSK 中空柄，HSK 刀桿定位結(jié)構(gòu)為過定位，供給與機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)銜接，在機(jī)床拉力效果下，確保刀桿短錐和端面與機(jī)床緊密合作。

　　3.挑選適宜加工的刀具

　　刀具的合理運(yùn)用和挑選將是影響數(shù)控加工質(zhì)量的重要要素。硬質(zhì)合金刀具被越來越廣的使用，高速加工中涂層硬質(zhì)合金將替代大部分鋒剛刀具，包含鉸刀、球頭刀、鏜刀等簡(jiǎn)單刀具，涂層硬質(zhì)合金將在高速加工刀具材猜中起到重要效果，使用到慣例大部分的加工領(lǐng)域中。

　　一般咱們知道在粗加工中咱們會(huì)選用大直徑的刀具進(jìn)行加工，為節(jié)約本錢和下降刀具制作難度，咱們會(huì)選用機(jī)夾式硬質(zhì)合金刀片 ，盡量使粗加工排屑多；在半精加工中選用高轉(zhuǎn)速高進(jìn)給的鑲片刀具，使半精加工走刀快；在精加工時(shí)盡量選用圓頭鏡面刀片于硬質(zhì)合金刀桿來確保刀具與刀桿的強(qiáng)度，這樣將可在保正加工精度的同時(shí)節(jié)約選用整體合金刀具的昂貴費(fèi)用。在加工中咱們還需求注意精加工零件上的內(nèi)輪廓圓角半徑有必要大于或等于刀具的半徑，選用半徑小于角落處圓角半徑的刀具以圓弧插補(bǔ)的辦法或斜線插補(bǔ)的辦法進(jìn)行加工，這樣可以防止選用直線插補(bǔ)而呈現(xiàn)過切現(xiàn)象，確保模具精加工質(zhì)量。

　　4.數(shù)控工藝計(jì)劃

　　在高速加工中數(shù)控工藝計(jì)劃的規(guī)劃重要性被提到了更高的位置，有必要對(duì)加工的全過程進(jìn)行操控，任何失誤都會(huì)對(duì)模具質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因而工藝計(jì)劃將會(huì)對(duì)加工質(zhì)量起到?jīng)Q定性的效果。想學(xué)UG編程可以加一下小編度心QQ1139746274（微信同號(hào)）數(shù)控加工工藝規(guī)劃可以認(rèn)為是由零件毛坯到零件加工成型間的一系統(tǒng)工藝計(jì)劃的狀態(tài)掌控。 好的工藝計(jì)劃在整個(gè)規(guī)劃過程中是比較困難的，需求經(jīng)過不斷的實(shí)踐總結(jié)與修改后才干得到，在規(guī)劃過程中要考慮的很多信息，信息之間的關(guān)系又極為錯(cuò)綜復(fù)雜，這有必要通過程序規(guī)劃員的實(shí)踐作業(yè)經(jīng)歷來進(jìn)行確保。因而工藝計(jì)劃的規(guī)劃質(zhì)量首要取決于技術(shù)人員的經(jīng)歷和水平

　　一般一份完好的數(shù)控加工工藝規(guī)劃，大約包含如下內(nèi)容：

　　1）數(shù)控機(jī)床挑選。

　　2）加工辦法挑選。

　　3）斷定零件的裝夾辦法并挑選夾具。

　　4）定位辦法。

　　5）查驗(yàn)要求及查驗(yàn)辦法。

　　6）挑選刀具。

　　7）加工中的差錯(cuò)操控和公役操控。

　　8）定義數(shù)控工序。

　　9）數(shù)控工序排序。

　　10）切削參數(shù)挑選。

　　11）編制數(shù)控工藝程序單。

　　5.CAM軟件

　　一款好的軟件也可以進(jìn)步模具的加工質(zhì)量和功率，如UniGraphics 和 CIMIAMTRON ，都是很好的模具加工軟件，尤其是兩種軟件豐厚實(shí)用的不同加工策略，在數(shù)控銑加工編程、車加工編程、電火花線切割編程都被廣泛運(yùn)用，互相彌補(bǔ)使數(shù)控加工的質(zhì)量和功率得到了很大的進(jìn)步。 CIMIAMTRON在偏置區(qū)域清除粗加工時(shí)可以參加螺旋功能，將使實(shí)踐切削時(shí)變得愈加平穩(wěn)，消除了相鄰刀路之間銜接的進(jìn)刀方向驟變，削減切削進(jìn)給的加速和減速，保持更安穩(wěn)的切削負(fù)荷，延長了刀具壽命，對(duì)機(jī)床也起到了很好的保護(hù)效果。

　　軟件它也僅僅一個(gè)東西，一個(gè)尤秀的編程人員都具有豐厚的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械加工經(jīng)歷和理論知識(shí)，同時(shí)熟練掌握軟件功能的數(shù)控程序規(guī)劃者，人才是模具數(shù)控加工中的決定要素，對(duì)數(shù)控加工的質(zhì)量和功率起到關(guān)鍵效果。為此樹立完善的程序規(guī)劃員培育系統(tǒng)。首先規(guī)劃員都要先在數(shù)控操作的崗位上實(shí)習(xí)一段時(shí)間，經(jīng)過嚴(yán)格操作考核合格后方能進(jìn)行數(shù)控程序的規(guī)劃培訓(xùn)。為了確保模具的數(shù)控加工質(zhì)量，就有必要有好的數(shù)控程序。

　　6.操作者

　　加工中心操作者是數(shù)控加工的執(zhí)行人，他們對(duì)數(shù)控加工質(zhì)量的操控也是很明顯的。他們?cè)趫?zhí)行加工使命的過程中對(duì)機(jī)床、刀柄、刀具、加工工藝、軟件和切削參數(shù)的實(shí)時(shí)狀態(tài)了解，他們的各項(xiàng)操作對(duì)數(shù)控加工影響直接，所以加工中心操作者的技術(shù)和責(zé)任心也是進(jìn)步數(shù)控加工質(zhì)量關(guān)鍵要素！

　總結(jié)：雖然加工中心等硬件設(shè)備是很關(guān)鍵的，但人才是影響數(shù)控加工質(zhì)量的決定性要素，因?yàn)槌绦蛞?guī)劃員和機(jī)床操作者的職業(yè)道德、技術(shù)水平、崗位責(zé)任心斷定了各種先進(jìn)設(shè)備能夠發(fā)揮出多大的效能。咱們一定要注重加工的各個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是人的要素，才干使數(shù)控加工中心模具加工越來越廣泛。

鍵槽銑刀向心角對(duì)加工質(zhì)量的影響

航天壁板產(chǎn)品是選用數(shù)控銑削的方法，在鋁板上加工各種規(guī)格關(guān)閉平底下陷而成。因?yàn)橄孪荻酁殛P(guān)閉結(jié)構(gòu)，且尺度較小，加工中選用端面切削刃過刀具中心的兩刃鍵槽銑刀，以方便沿刀具軸向進(jìn)給直接下刀進(jìn)行加工?？墒擎I槽銑刀端面切削刃一般具有向心角，在銑削關(guān)閉下陷時(shí)會(huì)形成加工底面殘留，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

本文經(jīng)過切削實(shí)驗(yàn)和理論剖析，研究鍵槽銑刀向心角對(duì)加工底面的影響、鍵槽銑刀向心角受關(guān)閉下陷尺度的影響，終究制定了鍵槽銑刀加工關(guān)閉下陷的選刀準(zhǔn)則，有效處理了航天壁板關(guān)閉下陷加工底面殘留問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

1.鍵槽銑刀根本結(jié)構(gòu)

鍵槽銑刀是一種銑削刀具，主要用于加工鍵槽和關(guān)閉下陷。為了克服徑向切削力的影響，鍵槽銑刀規(guī)劃為兩個(gè)相互對(duì)稱刀刃。銑削時(shí)兩個(gè)刀刃上的切削力矩構(gòu)成力偶，徑向力相互抵消。鍵槽銑刀柱面和端面上都有切削刃，端面切削刃過刀具中心，因而能沿刀具軸向進(jìn)給銑削，具有插鉆功能，可以直接加工關(guān)閉下陷。而立銑刀一般具有3個(gè)以上刀刃，端面中心一般帶中心孔，因而不能沿刀具軸向進(jìn)行銑削，不能直接加工關(guān)閉下陷，主要用于半關(guān)閉或開放式的加工。鍵槽銑刀實(shí)際上屬于一種特殊的立銑刀。

鍵槽銑刀做徑向進(jìn)給銑削時(shí)，柱面切削刃為主切削刃，端面切削刃為副切削刃；做軸向進(jìn)給銑削時(shí)，端面切削刃為主切削刃，柱面切削刃為副切削刃。為了下降軸向進(jìn)給時(shí)切削抗力、減小徑向進(jìn)給時(shí)切削刃與已加工外表的沖突，鍵槽銑刀一般規(guī)劃有1.5°～3°的端面切削刃向心角。圖1所示為SANDVIKCoromant鍵槽銑刀的向心角。鍵槽銑刀的向心角在進(jìn)行半關(guān)閉或開放式加工時(shí)不會(huì)對(duì)加工底面形成影響，可是在進(jìn)行關(guān)閉加工時(shí)因?yàn)檠氐毒咻S向進(jìn)給銑削會(huì)對(duì)加工底面形成影響。

2.向心角對(duì)加工底面影響剖析

（1）向心角對(duì)加工底面影響。經(jīng)過選用φ20mm向心角鍵槽銑刀和φ20mm平底鍵槽銑刀別離銑削關(guān)閉平底下陷，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)比照來驗(yàn)證端面切削刃向心角對(duì)加工底面的影響。所用鍵槽銑刀如圖2所示。在帕萊克對(duì)刀儀上對(duì)向心角鍵槽銑刀的端面切削刃向心角進(jìn)行丈量，端面切削刃均勻向心角為5°。

選用φ20mm向心角鍵槽銑刀和φ20mm平底鍵槽銑刀別離銑削邊長L1=25mm、L2=25mm、深h=3mm的關(guān)閉平底下陷，實(shí)驗(yàn)成果如圖3所示。圖3左邊為向心角鍵槽銑刀銑削后的成果，可見加工底面中心方位存在顯著的錐塔狀殘留。圖3右側(cè)為平底鍵槽銑刀銑削后的成果，可見加工底面光整無殘留。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)成果可見向心角鍵槽銑刀銑削關(guān)閉下陷時(shí)會(huì)在加工底面構(gòu)成顯著的切削殘留，且無法經(jīng)過優(yōu)化走刀軌道來消除殘留；而平底鍵槽銑刀銑削關(guān)閉下陷時(shí)加工底面光整無殘留。

（2）下陷尺度對(duì)加工底面影響。選用圖2中的5°向心角的φ20mm鍵槽銑刀別離銑削不同尺度的平底關(guān)閉下陷，經(jīng)過剖析實(shí)驗(yàn)成果來取得底面殘留與下陷尺度的關(guān)系。

選用5°向心角的φ20mm鍵槽銑刀別離銑削兩個(gè)平底關(guān)閉下陷：邊長L1=30mm、L2=30mm、深h=3mm；邊長L1=30mm、L2=25mm、深h=3mm。實(shí)驗(yàn)成果如圖4所示。圖4左邊為L1=30mm、L2=30mm關(guān)閉下陷的銑削成果，可見加工底面中心方位存在顯著的錐塔狀殘留。圖4右側(cè)為L1=30mm、L2=25mm關(guān)閉下陷的銑削成果，可見加工底面中心方位相同存在顯著的錐塔狀殘留。綜上可見在L1=30mm（L1≥L2）的情況下，選用5°向心角的Φ20mm鍵槽銑刀銑削后底面存在殘留現(xiàn)象，且無法經(jīng)過優(yōu)化走刀軌道來消除殘留。

選用5°向心角的Φ20鍵槽銑刀別離銑削兩個(gè)平底關(guān)閉下陷：邊長L1=40mm、L2=40mm、深h=3mm；邊長L1=40mm、L2=25mm、深h=3mm。實(shí)驗(yàn)成果如圖5所示。圖5左邊為L1=40mm、L2=40mm關(guān)閉下陷的銑削成果，可見加工底面光整無殘留。圖5右側(cè)為L1=40mm、L2=25mm關(guān)閉下陷的銑削成果，可見加工底面相同光整無殘留。綜上可見在L1=40mm（L1≥L2）的情況下，選用5°向心角的Φ20mm鍵槽銑刀銑削后底面不存在殘留現(xiàn)象。

3.實(shí)驗(yàn)總結(jié)

鍵槽銑刀端面切削刃向心角使銑刀端面呈向心凹型，刀具中心是凹型的蕞低點(diǎn)。在銑削關(guān)閉下陷時(shí)，銑刀需先進(jìn)行軸向進(jìn)給，再進(jìn)行徑向進(jìn)給。因?yàn)殂姷抖嗣娉拾夹?，軸向進(jìn)給時(shí)會(huì)在銑刀中心方位的加工底面構(gòu)成殘留。徑向進(jìn)給時(shí)，跟著銑刀的移動(dòng)，端面切削刃及刀尖會(huì)逐步切削銑刀中心方位的底面殘留?？墒钱?dāng)關(guān)閉下陷尺度較小時(shí)，銑刀徑向進(jìn)給受下陷尺度限制，在有限的走刀軌道中，銑刀端面凹型區(qū)域會(huì)存在必定堆疊，而且切削刃刀尖無法切削到堆疊區(qū)域，終究在加工底面構(gòu)成殘留，如圖6所示。

當(dāng)L1≥2D時(shí)（其中L1為關(guān)閉下陷長邊，L2為關(guān)閉下陷短邊，L1≥L2，D為鍵槽銑刀直徑），刀具徑向進(jìn)給時(shí)，經(jīng)過優(yōu)化走刀軌道，可以使端面切削刃及刀尖充沛切削刀具中心方位的底面殘留，從而消除加工底面殘留。因而，當(dāng)L1≥2D時(shí)，較大的鍵槽銑刀端面切削刃向心角不會(huì)對(duì)加工底面形成影響。當(dāng)L1＜2D時(shí)，較大的鍵槽銑刀端面切削刃向心角會(huì)對(duì)加工底面形成影響，銑刀端面凹型區(qū)域會(huì)存在必定無法消除的堆疊，在加工底面構(gòu)成殘留，且切削殘留無法經(jīng)過完善走刀軌道來消除。所以在L1＜2D時(shí)，應(yīng)考慮更換小直徑的鍵槽銑刀或較小向心角的鍵槽銑刀，也可選用具有足夠長度修光刃的鍵槽銑刀來加工關(guān)閉下陷，以避免加工底面發(fā)生殘留。

4.結(jié)語

經(jīng)過對(duì)鍵槽銑刀端面切削刃的向心角進(jìn)行理論剖析，得出形成加工底面殘留的原因。在剖析下陷尺度對(duì)加工底面殘留影響的基礎(chǔ)上，選用比照切削實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論剖析成果。終究得出定論：當(dāng)L1≥2D時(shí)，鍵槽銑刀端面切削刃向心角不會(huì)對(duì)加工底面形成影響，可經(jīng)過完善走刀軌道的方法處理加工底面殘留問題。在此定論基礎(chǔ)上總結(jié)出L1＜2D時(shí)選用鍵槽銑刀銑削關(guān)閉下陷的選刀準(zhǔn)則。經(jīng)過將研究成果應(yīng)用到航天壁板產(chǎn)品的加工中，有效提高了選刀功率，同時(shí)處理了壁板關(guān)閉下陷加工底面殘留問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和加工功率，可廣泛用于各類關(guān)閉平底下陷的銑削加工。

菱齒立銑刀銑削碳纖維復(fù)合資料的切削功能研討

碳纖維復(fù)合資料（CFRP）是以碳纖維為增強(qiáng)體的樹脂基復(fù)合資料，具有比強(qiáng)度和比模量高，抗皮勞功能優(yōu)異，減振功能好，安全功能高，可明顯下降結(jié)構(gòu)件的分量等優(yōu)異功能，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于航空航天、轎車、能源及體育器材等領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合資料零件與其他資料零件裝配聯(lián)接時(shí)，銑削加工是取得準(zhǔn)確幾何形狀的首要形式之一。因?yàn)樘祭w維復(fù)合資料各向異性的特色，層間強(qiáng)度低而碳纖維硬度高，在銑削過程中易發(fā)作分層、翻邊及毛刺等缺點(diǎn)，嚴(yán)峻影響了刀具使用壽數(shù)和工件外表質(zhì)量。

近年來國內(nèi)外學(xué)者對(duì)碳纖維復(fù)合資料加工理論展開了廣泛研討。Iliescu等剖析了纖維方向?qū)喭獗頁p傷深度及切削力的影響，研討標(biāo)明，隨著纖維方向的增加，工件亞外表的損傷深度隨之增加，刀具的前角對(duì)切削力的巨細(xì)及亞外表的損傷深度影響較小；Devi Kalla等使用圓柱雙刃銑刀銑削多向鋪層復(fù)合資料并建立了銑削力的猜測(cè)模型；鮑永杰等以單層碳纖維復(fù)合資料為研討目標(biāo)，選用單點(diǎn)飛切探究了撕裂缺點(diǎn)的構(gòu)成過程，剖析了刀具類型、鉆削力及切削速度等因素對(duì)鉆孔缺點(diǎn)的影響規(guī)律。現(xiàn)在針對(duì)碳纖維復(fù)合資料加工的研討，大部分會(huì)集在鉆孔方面，國內(nèi)尚無成熟的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的碳纖維復(fù)合資料專用銑削刀具。

本文提出了菱齒型立銑刀的規(guī)劃方案，并選用一般右旋金剛石涂層立銑刀、新式菱齒金剛石涂層立銑刀以及菱齒未涂層立銑刀，對(duì)碳纖維復(fù)合資料進(jìn)行側(cè)銑實(shí)驗(yàn)。在相同切削條件下，經(jīng)過對(duì)銑削過程中工件加工外表質(zhì)量、刀具壽數(shù)以及刀具磨損描摹的比照研討，探討了金剛石涂層的菱齒立銑刀銑削碳纖維復(fù)合資料的切削加工功能。

1.菱齒型立銑刀規(guī)劃原理

在碳纖維復(fù)合資料的銑削加工中，一般硬質(zhì)合金立銑刀作為一種傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)的刀具依然存在于生產(chǎn)領(lǐng)域。一般右旋立銑刀銑削碳纖維復(fù)合資料加工如圖1所示。銑削過程中，因?yàn)榈毒哂倚菪堑拇嬖?，?fù)合資料的上、下外表均遭到斜向上的切削力效果，此刻資料下外表的纖維層剛性較好，簡(jiǎn)單徹底被堵截；而資料上外表的纖維層因?yàn)槿狈ι戏降闹钨Y料，不簡(jiǎn)單徹底被堵截，因而在工件的上外表易呈現(xiàn)毛刺、撕裂，乃至是分層現(xiàn)象，影響工件外表質(zhì)量。

新式菱齒立銑刀的刃型如圖2所示，菱齒型立銑刀經(jīng)過右旋向和左旋向的開槽磨削，構(gòu)成了數(shù)量較多的切削刃。在每個(gè)菱形的刀齒上，都具有右旋切削刃和左旋切削刃。銑削時(shí)，碳纖維復(fù)合資料既遭到右旋切削刃向上切削分力的效果，也遭到了左旋切削刃向下切削分力的效果，因而纖維層資料受力均衡，切削過程平穩(wěn)。因?yàn)榱恺X型立銑刀在任一截面均有右旋刃和左旋刃一起參加切削加工（見圖3），在較塊切削速度的效果下，工件外表層纖維資料一起遭到了向上和向下切削力的效果，類似于剪刀原理，纖維資料輕易被剪斷，能夠有用地防止工件上、下外表撕裂、毛刺等加工缺點(diǎn)的發(fā)作，提高復(fù)合資料的加工質(zhì)量。

2.實(shí)驗(yàn)條件

   實(shí)驗(yàn)刀具選用金剛石涂層一般右旋立銑刀、金剛石涂層菱齒立銑刀以及未涂層的菱齒立銑刀，如圖4所示，刀具幾何參數(shù)如表1所示。實(shí)驗(yàn)工件資料為T300型碳纖維復(fù)合資料，工件資料功能如表2所示。

   切削實(shí)驗(yàn)在福裕立式加工中心QP2033-L上進(jìn)行，刀柄BT40-KMC32-105，加工條件如表3所示。實(shí)驗(yàn)后，選用Keyence顯微鏡（類型：VHX-100）調(diào)查工件外表質(zhì)量以及刀具切削刃的磨損情況。

 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與剖析

（1）工件外表質(zhì)量比照剖析。在相同的切削加工條件下，一般金剛石涂層右旋立銑刀側(cè)銑碳纖維復(fù)合資料3m后工件的外表質(zhì)量如圖5所示。從圖中能夠看出，工件上外表呈現(xiàn)了明顯的毛刺和撕裂現(xiàn)象，而下外表加工質(zhì)量良好。

圖6所示為金剛石涂層菱齒立銑刀側(cè)銑碳纖維復(fù)合資料3m后工件的外表質(zhì)量照片。從圖中能夠看出，碳纖維復(fù)合資料工件的上、下外表均未呈現(xiàn)毛刺、撕裂等加工缺點(diǎn)，加工外表質(zhì)量明顯優(yōu)于一般立銑刀。圖7所示為未涂層菱齒立銑刀側(cè)銑碳纖維復(fù)合資料3m后工件的外表質(zhì)量圖片。由圖可見，工件的上、下外表呈現(xiàn)了細(xì)微的毛刺現(xiàn)象，加工外表質(zhì)量?jī)?yōu)于一般立銑刀，但比金剛石涂層菱齒立銑刀差。這首要是因?yàn)楣ぜY料中的碳纖維硬度較高、未涂層刀具磨損較塊的原因。

（2）刀具壽數(shù)比照剖析。圖8所示為3款銑刀側(cè)銑碳纖維復(fù)合資料的刀具磨損曲線。若不考慮碳纖維復(fù)合資料外表質(zhì)量，僅以刀具后刀面磨損量VB=0.1mm作為刀具磨鈍規(guī)范，在到達(dá)磨鈍規(guī)范時(shí)，菱齒金剛石涂層立銑刀的切削間隔為63m，一般立銑刀的切削間隔為18m，而菱齒未涂層立銑刀的切削間隔僅為7m。金剛石涂層一般右旋立銑刀的刀具磨損比相同涂層的菱齒立銑刀要塊得多，這首要是因?yàn)榱恺X立銑刀的切削刃數(shù)量在規(guī)劃上明顯多于一般立銑刀，在任一橫截面上，一起參加切削加工的切削刃約8個(gè)（見圖3），為一般右旋立銑刀的2倍。在相同轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度下，菱齒立銑刀每齒承當(dāng)?shù)那邢髁Ρ纫话懔姷缎?，因而同為金剛石涂層的菱齒立銑刀刃口磨損比一般立銑刀緩慢。比照金剛石涂層菱齒立銑刀和未涂層的菱齒立銑刀，能夠發(fā)現(xiàn)金剛石涂層的菱齒立銑刀的刀具壽數(shù)約是未涂層菱齒立銑刀的9倍。

（3）切削刃磨損比照剖析。因?yàn)樘祭w維復(fù)合資料的切屑呈粉末狀，刀具的磨損首要發(fā)作在切削刃和后刀面鄰近。刀具后刀面磨損值VB=0.1mm的刀具磨損如圖9所示。從圖9a中能夠看出，一般右旋立銑刀前端切削刃的后刀面磨損顯現(xiàn)為均勻磨損，在靠近工件上外表的方位呈現(xiàn)異常鴻溝磨損，開始剖析因?yàn)樘祭w維上外表殘留毛刺對(duì)刀具不斷沖擊構(gòu)成鴻溝劇烈磨損，露出發(fā)亮的硬質(zhì)合金基體資料，刀具磨損嚴(yán)峻。比較之下，圖9b所示菱齒金剛石涂層立銑刀則顯現(xiàn)出良好的耐磨性，加工63m后刀具后刀面磨損量才到達(dá)0.1mm，其右旋刃外表金剛石涂層已被磨損掉，而左旋刃外表金剛石涂層僅發(fā)作細(xì)微磨損。圖9c所示的未涂層菱齒立銑刀在切削7m后，右旋刃和左旋刃都呈現(xiàn)了嚴(yán)峻磨損。這首要是因?yàn)樘祭w維復(fù)合資料首要成分是碳，其硬度非常高，在切削加工時(shí)，碳原子與刀具外表發(fā)作劇烈沖突，當(dāng)硬質(zhì)合金刀具外表沒有涂層保護(hù)時(shí)，刀具后刀面非常簡(jiǎn)單發(fā)作磨損。而金剛石涂層的硬度非常高，能夠到達(dá)8 000HV，在切削加工碳纖維復(fù)合資料時(shí)，金剛石涂層能夠有用保護(hù)刀具刃口，從而減緩刀具后刀面的磨損。

4. 結(jié)語

（1）因?yàn)榱恺X型立銑刀在每個(gè)刀齒上均有右旋刃和左旋刃，在任一橫截面上均一起有右旋刃和左旋刃參加切削，構(gòu)成的剪切合力易于將碳纖維絲束剪斷，可有用抑制碳纖維復(fù)合資料外表毛刺、撕裂等現(xiàn)象的發(fā)作，提高工件加工外表質(zhì)量。

（2）相同金剛石涂層的菱齒立銑刀和一般右旋立銑刀比較，因?yàn)榱恺X立銑刀一起參加切削的刃數(shù)約為一般右旋立銑刀的2倍，故菱齒立銑刀每齒承當(dāng)切削力較小，刀具后刀面磨損緩慢；未涂層的菱齒立銑刀在銑削碳纖維復(fù)合資料時(shí)，因?yàn)榈毒咄獗頉]有金剛石涂層的保護(hù)，刀具后刀面磨損速度非常塊。

（3）綜上所述，新式金剛石涂層菱齒立銑刀適合于碳纖維復(fù)合資料的銑削加工。