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从轧钢刀具发展看金属切削加工技术

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从轧钢刀具发展看金属切削加工技术

发布日期:2018-07-20 作者:http://www.pldsg.com 雷德机械 点击:

         从轧钢剪刃发展历程看,从十九世纪末到二十世纪中期,轧钢刀片材料以高速钢为主要代表;1927年德国首先研制出硬质合金轧钢刀具材料并获得广泛应用;二十世纪50年代,瑞典和美国分别合成出人造金刚石,切削轧钢刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪70年代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD),解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题,使金刚石轧钢刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。

    轧钢刀片材料的选择是切削加工成功的基础。与硬质合金相比,PCD轧钢刀具速度可达4000m/min,而硬质合金只有其1/4。从寿命上看,PCD轧钢刀具一般能提高20倍。从加工出的表面质量看,PCD的效果比硬质合金要好30%-40%。此外,CBN(立化氮化硼)超硬材料轧钢刀具和表面涂层轧钢刀具的发展对推动切削加工技术的进步也功不可没。

  100多年来,轧钢刀具的切削速度不断提高,带来了加工效率的变化,进一步带来了加工范围的拓展。切削加工发展的最大标志,就是高速切削加工(highspeedcutting,简称HSC)的发展。

  一个高速切削加工系统所涉及的方面很多。仅从加工过程上看,传统的切削加工,一个被加工工件如模具,需要经过毛坯退火—粗加工—精加工—淬火— EDM准备—电火花加工—特别的精加工—人工抛光等程序。而高速加工仅需要毛坯的淬火—粗加工—半精加工—精加工以及超精加工等环节,从步骤上来说,就减少了三个,加工时间比传统加工方法缩短30%-50%左右;在加工小尺寸部件时,这种优势尤其明显。更有甚者,过去某些企业制作复杂的模具,基本上都需要 3、4个月才能交付使用,采用高速切削加工後,只需要半个月便可完成。

  一个高速切削加工系统,由轧钢刀具和技术两部分组成。与轧钢刀具相关的因素有轧钢刀具材料的选择、轧钢刀具系统的组成结构、轧钢刀具需加工的边缘形状。而与技术密切相关的是CAD/CAM系统的选择、轧钢刀具加工路径的规划、切削参数的设置以及冷却与润滑环节。

  自高速切削普及以来,从1950年至2000年的半个世纪内,加工效率提高了4-5倍。当然,需要提到的是,高速切削一般是由其加工物件来定义其“高速”的范围。

  总之,在加工技术中,高精度、高效率、低成本、环保,及结果的可预见性,都将是明显的趋势。这个可预见性,是指轧钢刀加工结果必须是可预测的、可控制的,而不是随机的。这就要求操作者对加工技术有更深的理解。


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