在金属加工业内其中一个十分重要及致力达到的目标是提高生产效率。生产效率是建基于增加切削速度、进给量和切削深度,配以高性能和高速加工方法能大大降低生产组件的整体成本。客户分析数据显示,增加金属排屑速度(cm3 / m)对降低生产成本有决定性的影响。相反地,刀具寿命和刀具价格的降低对生产成本的影响相对有限。
高性能和高速切削技术能为客户带来高效益、高精密度及崭新的加工工艺等好处,因此越来越普及和受欢迎。这项技术的优点是提高表面光洁度、减低切削力及提高排屑量,使生产工序更有效。此外,轻合金在不同工业上应用的需求日益增加,例如在航天工业上轻合金的重要性也越来越高,同时在加工结构性组件时配以高性能和高速加工方案也相对提高。因此,在切削刀具方面,也要求在粗加工时有高的排屑速度,同时也能达到精加工的**佳表面光洁度。
由于在高速铣削时的高冲击频率和高冲击负载,刀片在高转速下会承受断裂和疲劳的风险。事实证明在反复旋转负载的情况下,30%的缺口应力可导致硬质合金损坏。因此在高速切削应用中,刀片材质的强度,韧性和抗疲劳性都是首要考虑的特性。月牙洼磨损、侧面磨损、积屑瘤、边缘缺损和缺口磨损都是刀片应用中早期失效的主要问题.此外,高速切削刀具材质还要求:刀片表面质量及整体材质中的极低密度缺陷,以及一致的微细结构性和微细晶粒度也是同样重要的。切削材质中的含钴(Cobalt)成份越高,材质的韧性和抗断裂性越大,晶粒度越小,耐磨性越高,但在切削过程中当温度增加,抗变形性就会降低。要达到可靠的切削工序和**佳的表面光洁度,还须同时考虑排屑效果及振动等额外因素。特别是振动的分析,这是在加工当中刀具和主轴系统共同产生的特有自然共振频率所激发,增加了对其技术应用中刀具表现的了解而作出更准确的预测。
硬质合金的选择及刀体设定,使加工应用更为有效, 生产效率更高,同时获得更佳的表面质量。可是,在高性能(高排屑量)应用中不断提高的进给量和切削速度的情况下,刀具、车床及主轴生产商仍然面对着来自稳定性、主轴设计、工序控制系统和保安各个范畴的新挑战。
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