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　　如需更多材料和技術問題，請聯(lián)系我們或咨詢在線客服。高速銑削硬化模具鋼產品的可制造性和經濟性研究

　　一方面，機床的高速旋轉以及進給速度和加速度的相應增加可以直接縮短加工時間；另一方面，高速切削具有激振頻率特別高、工作穩(wěn)定、振動小的優(yōu)點，有利于提高被加工h13鋼的表面質量，即高速切削可作為模具和結構件的更終加工，通過“以切削代替磨削”或“以切削代替放電”來提高加工效率和質量(即， 無需費時低效的后續(xù)磨削。工件也可在切割前淬火，硬度高達65HRC的材料可直接高速加工成更終尺寸。

　　1常用塑料模具鋼熱加工鋼

　　表1幾種常用塑料模具鋼熱加工鋼

　　商品名稱-標準-特性和用途-表面硬度

　　瑞典S136s316h-AISI 420 ESR-耐酸、無腐蝕、高耐磨、熱處理時尺寸變化??；適用于PVC、PP、EP、PC、PMMA塑料模具，高溫回火后可用作鏡面塑料模具，拋光度高——低溫HRC 50 ~ 55，高溫HRC 34 ~ 38。

　　薩爾斯塔爾(SSE)GS 2344 EFS；GS2344ESR――AISIH13――具有優(yōu)異的紅硬性、高溫沖擊強度、高溫耐磨性和抗熱沖擊開裂性，可用作擠壓、壓鑄、熱鍛和高溫沖裁的工具――在180 ~ 300℃硬化至HRC52。

　　LKM2311LKM 2312-aisip 20-硬度均勻，加工性好，型芯韌性好，可用作預硬塑料模具-HRC 53 ~ 36。

　　Daionak80-AISIP21改性ESR-變形小，易于研磨拋光，長期使用后能保持高精度，供貨時可作為高硬度、高鏡面模具使用-HRC 37 ~ 41，可淬硬至HRC60左右。

　　2高速切削淬硬鋼的普通端銑刀

　　本文主要討論用于高速切削的整體硬質合金PVD涂層立銑刀(其他可以切削淬硬鋼的刀具，如CBN和陶瓷刀具，不是本文的重點)。

　　(1)刀具涂層:可用于淬硬鋼高速切削的刀具涂層主要有(Ti，Al)N或(Ti，C)N，刀具基體為超細硬質合金。

　　(2)銑刀的主要形式:用于高速切削淬硬鋼的整體立銑刀的主要形式有常規(guī)的雙刃和多刃球頭立銑刀、長頸球頭立銑刀、雙刃圓錐球頭立銑刀、帶圓弧頭的雙刃平底銑刀、帶圓弧頭的長頸平底銑刀、雙刃直角平底銑刀和多刃直角平底銑刀等。

　　加工淬火鋼的高速端銑刀的工藝性

　　①直徑0.2 ~ 6mm二刃直角平底立銑刀:常用于切槽。當工件硬度小于HRC45時，軸向切削深度不大于0.1D(刀具直徑d小于2mm) ~ 0.2d (d大于2mm)；當工件硬度大于HRC45時，刀具直徑D小于0.5mm，小于2mm，大于2mm，軸向切削深度分別不大于0.02D，0.05D，0.1D。

　?、谥睆? ~ 6mm的4刃直角平底立銑刀:常用于側面精加工。當工件硬度小于HRC45時，軸向切削深度不大于1.5D，徑向切削深度不大于0.1D(刀徑D小于3 mm) ~ 0.2 d(刀徑D大于4mm)；當工件硬度大于HRC45時，軸向切削深度不大于刀具直徑D，徑向切削深度不大于0.05D..

　?、?R0.1 ~ 3mm2刃球頭銑刀:常用于表面精加工。軸向切削深度不大于0.1R，徑向切削深度為0.2 ~ 0.4r..

　　高速加工時，上述刀具的切削速度和進給速度隨工件的硬度和刀具直徑而變化:隨著工件硬度的增加，刀具的轉速特別是進給速度降低；隨著刀具直徑的增大，刀具轉速降低但線速度相對較高，進給速度也相應增大(見表2)。

　　表2推薦的切割條件

　　雙刃球頭銑刀:

　　當工件硬度小于< 45HRC時:R1-R2-R3:轉速(r/min):35000-25000-20000；進給速度(毫米/分鐘):1200-1800-2200

　　當工件硬度為45 ~ 45~55HRC: R1-R2-R3:轉速(r/min):25000-17000-13000；進給速度(毫米/分鐘):800-900-1000

　　雙刃直角平底立銑刀:

　　當工件硬度小于< 45HRC時；直徑為0.5mm-2mm-6mm-6mm；轉速(r/min)為40000-10000-3500；進給速度(毫米/分鐘):240-400-400

　　當工件硬度為45 ~ 45~55HRC時:直徑為0.5mm-2mm-6mm-6mm；轉速(轉/分)30000-8000-2700；進料速度(毫米/分鐘):120-120-120

　　四刃直角平底立銑刀:

　　工件硬度< < 45HRC:直徑1mm-3mm-6mm:轉速(r/min):12000-5300-3200；進給速度(毫米/分鐘):100-200-360

　　當工件硬度為45 ~ 45~55HRC時；直徑為1mm-3mm-6mm；轉速(r/min)為8900-3200-2000；進給速度(毫米/分鐘):45-85-150

　　淬硬鋼高速銑削的經濟性

　　較大刀具直徑的(Ti，Al)N涂層硬質合金端銑刀在高速加工淬硬材料時強度基本能滿足要求，但在用小直徑刀具高速加工窄槽時銑刀易斷、易損。由于(Ti，Al)N涂層硬質合金立銑刀磨損后不能重磨，刀具成本高。在一些模具加工中使用時，刀具的成本甚至占到模具總制造成本的12%左右。

　　據(jù)分析，傳統(tǒng)方法加工型腔模具的成本分配大致如下:粗加工占12%，半精加工和精加工各占25%，后續(xù)手工打磨占16%，調試占22%。高速銑削法可以大大提高精加工效率，取消或減少后續(xù)的手工磨削工序。如果采用粗加工和精加工“一次通過”的工藝，甚至粗加工和半精加工的時間都可以大大縮短(比電火花加工快很多)。

　　處理示例:

　　②HSM400加工中心采用“粗精加工一次成型工藝”加工注塑模具(HRC54)，總加工時間為468分鐘。采用4 ~ 6刃(直徑2 ~ 8mm)的粗銑刀，轉速20000 ~ 8000r/min，進給速度1500 ~ 2600mm/min；雙刃球頭銑刀(直徑0.8 ~ 1.5 mm)用于半銑和精銑，轉速36000 r/min，進給速度1000 ~ 1600mm/min。

　?、郾?給出了MMC(三菱)神鋼(神鋼)小直徑超硬涂層立銑刀的應用實例。

　　表3 3 mitsubishimstar小直徑超硬涂層端銑刀應用實例

　　工具-工件-工藝特性-切削條件-加工效果

　　2刃球頭立銑刀(r 1.5mm)-熱鍛模具，材料SKD 61(HRC 47)-半精加工和精加工，切削深度0.05 ~ 0.1mm-切削速度:94m/min，進給速度:0.1mm/齒，轉速:10000r/min，進給速度:20。

　　4刃直角端銑刀(直徑6mm)-塑料模具，S55c-模具型腔側面精加工，切削深度0.6×6mm-切削速度:50m/min，進給速度:0.25mm/齒，轉速:2650r/min，進給速度:212mm/min，干切削加工

　　蘇州東锜精密模具材料有限公司是一家集模具鋼材料銷售、配套機加工、熱處理、PVD涂層處理和產品失效分析服務為一體的公司。以《中國制造2025》為綱領，堅持“創(chuàng)新驅動、質量、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本”的基本方針。立足蘇州，走向全國。

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