当前位置:首页>新闻中心

数控机床如何铣削不同的材料?(经验总结)

发布日期:2021-02-08 11:56:32浏览次数:60

数控机床铣削不同金属材料需要不同的技巧,山东新力数控机床小编邀请经验丰富的老师傅给大家分享一下经验。

01钢铣削

钢的可加工性因合金元素、热处理和制造工艺(锻造和铸造等)而异。加工较软的低碳钢时,主要问题是在工件上形成堆积边缘和毛刺。在加工较硬的钢材时,为了避免倾翻,铣刀与工件的相对位置就显得尤为重要。

建议:

铣削钢制零件时,要优化铣刀的位置,避免回刀时产生厚切屑。务必考虑不使用切削液的干切削,尤其是在粗加工过程中。

02不锈钢铣削

不锈钢可分为铁素体/马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相(奥氏体/铁素体)不锈钢。每种类型都有自己的铣削建议。

1) 铁素体/马氏体不锈钢的铣削加工

材料分类:P5.x

铁素体不锈钢的可加工性与低合金钢相似,因此可以使用钢铣削建议。马氏体不锈钢具有较高的加工硬化性能,切削时要求较高的切削力。它需要采用正确的刀具轨迹和电弧切割方法来获得最佳的加工效果,并以较高的切削速度Vc来克服加工硬化效应。更高的切割速度、更坚硬的材料和增强的切割边缘确保了更高的安全性

2) 奥氏体和双相不锈钢的铣削加工

材料分类:M1.x、M2.x、M3.x

铣削奥氏体不锈钢和双相不锈钢的主要磨损标准是热裂纹引起的切削刃剥落、沟槽磨损和堆积刃/粘结。对于零件来说,毛刺的形成和表面质量问题是主要的问题。

加工建议:

采用高速切削(Vc=150-250m/min)避免积边

使用不含切削液的干切削以减少热裂纹问题。

精加工建议:

为了提高表面质量,有时需要使用切削液或最好使用油雾润滑/最小润滑。由于切割区域产生的热量较低,因此精加工过程中热裂问题较少。当使用金属陶瓷材料时,无需使用切削液即可获得足够好的表面质量。如果进给fz太低,切削刃可能在变形硬化区切割,导致刀片更严重的磨损。


山东新力数控机床


03铸铁铣削

1) 灰铸铁

材料分类:K2.x

灰铸铁铣削的主要磨损标准是磨粒/侧面磨损和热裂纹。对于零件来说,工件的倾斜和表面质量是主要问题。

粗加工建议:

1) 最好在不使用切削液的情况下进行干燥切削,以尽量减少热裂纹的问题。使用厚涂层硬质合金刀片。

2) 如果存在工件倾斜问题:

检查侧面磨损

减小进给fz以减小切屑厚度

使用正前角较大的槽

最好使用65°/60°/45°铣刀

3) 如果必须使用切削液,以避免灰尘等,湿铣材料需要选择。

4) 涂层硬质合金始终是首选,但陶瓷材料也可以使用。

请注意,在800-1000m/min的速度下,切割速度Vc应该相当高。

工件上毛刺的形成限制了切削速度。

不要使用切削液。

精加工建议:

1) 使用薄涂层硬质合金刀片或无涂层硬质合金刀片。

2) CBN材料可用于高速光整加工。

不要使用切削液。

2) 球墨铸铁

材料分类:K3.x

1) 铁素体球铁和铁素体/珠光体球铁的可加工性与低合金钢非常相似。因此,在选择刀具、镶块几何形状和材料时,应使用为钢材提供的铣削建议。

2) 珠光体球墨铸铁更耐磨,因此建议使用铸铁材料。

3) 采用PVD涂层材料和湿法切割可保证最佳的加工性能。

3) 蠕墨铸铁

材料分类:K4.x

珠光体含量小于90%。

这种最常用于铣削加工的CGI通常具有约80%的珠光体结构。典型零件是发动机缸体、气缸盖和排气歧管。铣刀的建议与加工灰铸铁时相同;但是,应选择具有更锋利切削刃和更大正前角的镶块几何形状,以尽量减少零件上形成的毛刺。圆弧铣削可能是一个非常好的替代传统的CGI缸镗孔。

4) 等温淬火球墨铸铁(ADI)

材料分类:K5.x

粗加工通常在未硬化状态下进行,与高合金钢铣削相当。然而,精加工的加工对象是具有极高耐磨性的硬化材料,这与isoh硬化钢铣削相当。

首选耐磨性较高的材料。

NCI相比,ADI加工时刀具寿命缩短约40%,切削力提高约40%。

04有色金属材料铣削

有色金属材料不仅包括铝合金,还包括镁、铜和锌基合金。可加工性主要是由于硅含量的不同。亚共晶铝硅合金是最常见的类型,硅含量低于13%。

硅含量低于13%的铝合金

材料分类:N1.1-3

主要的磨损准则是在切削刃上形成堆积/粘结,这会导致毛刺的形成和表面质量问题。为了避免在零件表面留下划痕,良好的切屑形成和切屑去除至关重要。

建议:

1) 使用具有锋利抛光切削刃的PCD尖端刀片可以确保良好的切屑折断能力并防止积屑。

2) 选择具有锋利切削刃的正前角镶块几何体。

3) 与大多数其他铣削应用不同,在加工铝合金时应始终使用切削液,以避免材料粘在刀刃上并提高表面质量。

硅含量<8%:使用浓度为5%的切削液

硅含量<8-12%:使用浓度为10%的切削液

硅含量>12%:使用浓度为15%的切削液

4) 较高的切削速度通常会提高性能,而不会对刀具寿命产生负面影响。

5) 六角头的建议值为0.10-0.20 mm(0.0039-0.0079 in)。低值将导致毛刺形成。

6) 由于工作台进给量大,应使用具有“预读”功能的机床,以避免尺寸误差。

7) 刀具寿命总是受到毛刺形成或零件表面质量的限制。刀片磨损很难作为刀具寿命的衡量标准。

05高温合金和钛合金

高温合金和钛合金的铣削加工通常需要高刚度、大功率、大扭矩的机床低速运转。缺口磨损和切削刃倾斜是最常见的磨损类型。产生的高热将限制切割速度。

建议:

尽量使用圆刃铣刀,以增加切屑减薄效果。切割深度小于5mm时,进入角度应小于45°在实践中,建议使用正圆形刀片。刀具的径向和轴向精度对于保持每个齿的恒定载荷和平滑加工以及防止单个刀片过早失效都是必要的。切削刃应始终以正前角开槽,并以最佳方式磨圆,以防止在重新使用刀具时切屑粘附在切削刃上。在铣削过程中,实际参与切削的切削齿数量应尽可能多。在稳定的条件下,这将达到理想的生产率。采用超密度齿铣刀。变化对刀具寿命有不同的影响,切削速度Vc影响最大,其次是ae等。

切削液/冷却液

与大多数其他材料不同,铣削时,通常建议使用冷却液帮助排屑,以控制切削刃处的热量并防止二次切屑。优先选择通过主轴/刀具施加的内冷高压冷却液(70巴),而不是外冷低压冷却液。

例外情况:使用陶瓷刀片铣削时,由于热冲击,不应使用切削液。

刀片/刀具磨损

刀具破损和表面质量差的最常见原因是槽磨损、过多的后刀面磨损和切边。最好的解决办法是经常索引切削刃,以确保可靠的加工过程。切削刃的侧面磨损不应超过0.2mm(对于90°的铣刀),或最大不应超过0.3mm(对于圆刀片)。适用于高温合金陶瓷刀片铣刀的粗加工。陶瓷铣削的速度通常是硬质合金铣削速度的20-30倍,尽管进给速度较低(约0.1mm/z),这将大大提高生产率。由于采用断续切削,铣削过程的温度远低于车削过程。因此,铣削采用700-1000m/min的切削速度,而车削采用200-300m/min的切削速度。

建议:

1) 圆刀片主要用于保证较小的进入角和防止切口磨损。

2) 不要使用切削液/冷却液。

3) 加工钛合金时不要使用陶瓷刀片。

4) 陶瓷会对表面完整性等指标产生负面影响。因此,当成品形状准备加工时,不要使用陶瓷刀片。

5) 用陶瓷刀片加工高温合金时,最大侧面磨损为0.6mm。

06淬硬钢铣削

该组包含硬度大于45-65HRC的回火钢。典型的铣削零件包括冲压模、塑料模、锻模和压铸模。刀具碎片/侧面磨损和工件倾翻是主要问题。

建议:

1) 使用具有锋利切削刃的正前角镶块几何体。这将减少切削力,产生更平滑的切削动作。

2) 不使用切削液的干切削。

3) 摆线铣削是一种合适的方法,它可以同时实现高进给量和低切削力。使切削刃和工件保持低温,有利于提高生产率、刀具寿命和零件公差。

4) 在平面铣削中,还应采用轻切削策略,即保持较小的切削深度:ae和ap。

还需要使用超窄间距铣刀和较高的切削速度。