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由于硬質(zhì)合金制成的常備部件有出色的抗磨損性,所以往往被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域——同樣也應(yīng)用于沖壓模具和改型刀具上。“硬質(zhì)合金主要應(yīng)用于有特殊的耐磨要求的模具和部件領(lǐng)域,”MPK特殊工具責(zé)任有限公司總經(jīng)理Reiner Kirschner先生這樣解釋。作為改型工具的制造專家,MPK特殊工具責(zé)任有限公司準(zhǔn)確的知道,對(duì)于加工硬質(zhì)合金來(lái)說(shuō)最重要的是什么。這家公司同時(shí)還擁有豐富的硬質(zhì)合金切削加工經(jīng)驗(yàn)。
與此同時(shí),硬度在900至2200維氏硬度之間的硬質(zhì)合金的銑削加工也為設(shè)備和工具帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn):硬質(zhì)合金的加工性能取決于粘合劑的結(jié)構(gòu)和比重以及鎢體的平均尺寸。同樣的,與普通材料相比,銑削硬質(zhì)合金的切削刃的負(fù)荷明顯要高得多。
專家知道該做些什么
為了克服硬質(zhì)合金銑削加工的以上挑戰(zhàn),必須將所有因素考慮在內(nèi),確保一切因素的協(xié)調(diào)性:用戶的經(jīng)營(yíng)策略、機(jī)器設(shè)計(jì)、主軸穩(wěn)定性、工具幾何形狀、切屑形成、切屑參數(shù)、冷卻等各種因素。
Reiner Kirschner先生這樣說(shuō)道:“這臺(tái)設(shè)備起著決定性的意義。為了這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),我們將我們的設(shè)備升級(jí)到了Makino iQ300。”這臺(tái)帶有無(wú)振動(dòng)主軸的高精度數(shù)控立式加工中心主要用于加工精密零件和模具,能夠?qū)τ操|(zhì)金屬表面進(jìn)行最精細(xì)的加工,達(dá)到非常高的表面加工質(zhì)量。由于其良好的熱穩(wěn)定性,能夠保證設(shè)備在加工硬質(zhì)合金時(shí)穩(wěn)定承受熱量輸出。
此外,MPK特殊工具公司一直和Zecha硬質(zhì)合金工具責(zé)任有限公司保持著緊密的合作,這家公司所生產(chǎn)的Marlin銑刀是專門為了切削硬質(zhì)合金所研發(fā)的。由于其出色的切削刃穩(wěn)定性和硬度高達(dá)10,000維氏硬度的金剛石涂層,能夠輕松地對(duì)硬質(zhì)合金進(jìn)行加工。與硬度為3000至3500維氏硬度的CBN銑刀相比,這種銑刀能夠加工更多的硬質(zhì)合金類型,使用壽命更長(zhǎng)。
圖1 放大一百倍:REM攝影顯示在使用直徑2毫米的球型銑刀進(jìn)行銑削時(shí),
能夠產(chǎn)生非常精細(xì)的表面結(jié)構(gòu),產(chǎn)生的切屑尺寸在5至8微米。
干凈的銑削軌跡
“在粗加工和精細(xì)加工中,Zecha公司的球型銑刀(900系列)和環(huán)面銑刀具有非常出色的性能,能夠達(dá)到非常精細(xì)的模具表面結(jié)構(gòu)。”Kirscher先生這樣評(píng)價(jià)。與CBN銑刀相比它的優(yōu)勢(shì)非常明顯:放大3000倍后,使用CBN銑刀加工的模具表面并不平整,需要用鈷來(lái)填平,這為后續(xù)的加工工藝增加了難度。而MPK特殊工具公司使用Zecha公司的Marlin銑刀,能夠達(dá)到非常平整的表面,銑削軌跡非常干凈。
同樣的,和電火花線切割相對(duì),MPK特殊工具公司在使用這種銑刀加工硬質(zhì)合金時(shí)也有明顯優(yōu)勢(shì):由于電極制造的昂貴成本和漫長(zhǎng)的加工時(shí)間,在工具和模具制造中,電火花線切割屬于成本最高的操作之一。此外,從REM攝影以及橫截面磨片中可以看出,在電火花線切割時(shí)會(huì)形成一層白色的表面層,并有細(xì)微的損傷,必須在后處理中進(jìn)行拋光。
圖2 硬質(zhì)合金專家:Zecha公司的Marlin銑刀能夠切割硬度為8000至10000維氏硬度的硬質(zhì)合金。
“在我們的加工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)這樣的‘損傷’”,Kirschner先生這樣說(shuō)道。“根據(jù)工具的磨損情況、進(jìn)給和步驟而定,可以達(dá)到拋光質(zhì)量的加工表面——表面粗糙度平均值為0.03微米。與單純的干加工相比,使用8%的乳化液可以進(jìn)一步提升表面質(zhì)量。”
圖3 最精密的銑削:MPK特殊工具有限公司為了這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)設(shè)備升級(jí)到了Makino iQ300,
帶有無(wú)振動(dòng)主軸并有出色的熱穩(wěn)定性。
另一項(xiàng)銑削硬質(zhì)合金常備部件的優(yōu)勢(shì)是它更長(zhǎng)的使用壽命。即使是在遇到棘手的成本高的加工任務(wù)時(shí),MPK特殊工具公司也能確保生產(chǎn)加工的經(jīng)濟(jì)性。舉例來(lái)說(shuō):MPK特殊工具公司為工具和模具制造銑削一個(gè)特制的硬質(zhì)合金部件只需要50分鐘。如果使用電火花線切割,則所有的加工過(guò)程則需要390分鐘的加工時(shí)間,每個(gè)部件的加工時(shí)間能夠縮短五個(gè)小時(shí)以上!
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