近代刀具为了提高效率,普遍采用了以硬质合金等高温性能好的烧结材料。高速钢用得很少了。但高速钢有它的优点,他的韧性是所有材料中最好的,抗破损和变形能力强。价格是最低廉的。它的刃口可以比其他材料磨制得更加锋利,在相应的切削条件下,切削力较低。随着钴高速钢,高合金高速钢,粉末高速钢和高速钢刀具表面加涂层的运用,涂层质量不断地提高以及低速、通用机床继续存在,高速钢刀具还是顽强地占有一定的阵地。齿轮加工刀具,拉刀还主要使用各类高速钢。高速钢的权威Wright也说;“我们正在发展更多的高速钢新牌号试图把一部分阵地夺回来。”
运用优秀的高速钢材料和涂层技术,再加上设计出合理的结构形状,还是有可能开发出性能好,价格又低廉的刀具,甚至超过硬质合金刀具,能用它们又何乐而不为呢?这里我们举出一个例子,供大家学习参考。
三菱有一款VA-PDS-CB锪钻,它采用高级高合金高速钢,外面以MIRACLE技术加(Al,Ti)N涂层,代号为VA。涂层硬度达到HV2800,结合力达80N,开始氧化温度为840º。如高速钢刀具涂层是TiN的话,硬度为1900-2500Hv,结合力60N,开始氧化温度为620º。而无涂层的P类硬质合金硬度约为2000HV。未涂层淬硬的高速钢硬度为HRc60-69(Hv800-1000).
进一步它又在结构上进行了改进。为加工出平的底面,顶角做成180º,两主刀刃呈水平状,为了便于导向定心,中心做出带笔芯形的凸刃。对横刃进行了X形修磨。磨去横刃,形成中心尖点,使轴向力减少,横刃没有挤压作用,其特殊形状实现了优异的断屑性能。中心部分的切削稳定,并可实现大进给。又将主刀刃修磨成凹凸形,原来近中心的负前角部分,使之增大前角,外侧正前角过大的部分,使前角减少,提高刃口强度。作为主切削刃的底刃,平直度使之提高。其中 2-14,加工结果平直度可达0.05以下, 14-20可达0.1以下。 21-32可达0.15以下。另外自身的外径精度也达到h8。其锪孔可达到较高精度。型号中PD即表可高精度加工之义。
图1 VA-PDS-CB带涂层高速钢锪钻
锪钻和一般钻头的区别,不仅能加工一定深度的孔,更主要是能加工出孔端的平面,即加工出埋头孔等。它能加工孔一般不深。VA-PDS-CB一次进给加工孔深一般在3D以下。没有锪钻的情况,孔口平面需先用立铣刀加工,再钻孔。立铣刀底刃的断屑能力很差,常造成切屑的纏绕。VA-PDS-CB的断屑能力很好,两者相比如图2所示。高速钢钻头的切削刃可以磨制得较硬质合金锋利。故其旋转方向和轴向的切削阻力均较小。
一般钻头钻孔立铣刀锪孔VA-PDS-CB锪孔钻孔
图2切屑处理比较
VA-PDS-CB锪钻可实现与以往的硬质合金立铣刀锪孔时,同样的高效加工而且寿命更长。当然比一般高速钢的立铣刀,寿命就长多了,如图3。这是它以不同切削条件,与硬质合金,一般高速钢立铣刀
图3切削实际效果的比较图。
共同加工50号钢,锪 孔平面结果的比较。本例中,当重视寿命时采用切削速度V=35m/min,每分钟进给量F=280mm/min;当重视效率时V=45m/min,F=360mm/min;锪钻每转的进给量均等于0.20mm/rev。一般高速钢的性能较差,进给速度只能等于50mm/min.图中在各直方图的顶上显示了在这两种切削条件下,加工到不能继续工作,能达到的加工数量。可知VA-PDS-CB重视效率时,加工数超过硬质合金立铣刀。重视寿命时,加工到3800个后,还能继续加工。寿命是最长的。
VA-PDS-CB推荐用在;⑴必须减少切屑缠绕,保证加工质量的钻孔和锪孔时;加工深的平底孔时,一般加工需先钻孔,再用立铣刀铣孔底平面,费时费工。用锪钻可一次进给加工出来,效率大大提高,加工质量好。它可加工孔的深度,应在有效槽长范围内(有效槽长=锪钻槽长 ;⑵加工薄壁上的盲孔时,可以保持盲孔下,较厚的壁面;⑶零件图纸中,若具有90º台阶孔时,在一定的直径范围内,用锪钻就能方便地切除钻头钻后留下顶角两侧的余量,达到加工要求(图4)。
图4 平底台阶孔的加工
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