高速切削汽车覆盖件淬硬钢模具刀具优选分析

高速切削汽车覆盖件淬硬钢模具刀具优选分析

王振北，孙正军，郭磊

单位名称：中国重汽集团济南发动机厂 邮编：250200

摘要:各行业发展期间，始终希望应用先进技术、专业人才、更新后的工艺等帮助自身做大做强，在竞争激烈的市场中脱颖而出，模具制造企业亦是同样的道理。高速切削加工技术被加入至模具制造中去，发挥出来的作用显著的，即：可提升生产效率、节约人工成本、提高产品质量、促进产业升级等。以目前发展形势为视角展开分析，发现高速切削加工技术发展空间十分广阔。有了先进技术的“加持”，模具制造工作效率得到显著提高。因此，本篇文章主要对高速切削汽车覆盖件淬硬钢模具刀具优选进行分析，以作参考。

关键词: 高速切削；汽车覆盖件；淬硬钢模具；刀具优选；分析

加工效率高、质量高、切削力降低、减少加工成本等是高速切削技术之优势，也是之所以它得到广泛应用的主要原因。高速切削加工技术的运用，高速切削目标被轻松实现，切削精准程度也得到大幅提升。目前在汽车、模具等诸多领域中，均可见到高速切削加工技术的“身影”。同时，也说明高速切削技术发展之广阔。为扩大其使用范围，专业人员付出更多时间和精力，加大对此项技术研究力度。为此，下面主要对高速切削汽车覆盖件淬硬钢模具刀具优选展开探讨。

1、概况

21世纪背景下，更多先进技术“应运而生”，其中便包括高速切削技术。加工效率高、质量高、切削力降低、减少加工成本等其优势，在模具制造领域中得到应用。但将高速切削加工技术加入至模具制造领域中去，工作人员发现新技术的应用对多方面提出高要求，例如；机床性能、刀具性能等。若刀具的选择“无理”，便易增加刀具磨损、崩刃问题发生的可能性。

2、高速切削技术之优势

2.1速度快

分析此项技术的切削速度，发现工件与刀具相对转速为3000r/min以上，较高的切削速度是高速切削技术最明显的优势。与传统切削技术做对比，会发现二者在进给率方面也存在“不同”，即：高速切削技术优势明显，各种材料的切削进给速度对比一般普车加工已提高2~3倍。目前在航天航空、模具制造等诸多领域中均可见到高速切削技术的“身影”。

2.2不易受影响

高速切削技术的应用，较快切削速度“淋漓尽致”的表现出来，零件切削时，不会出现较多热量。又因为切削时间短，所以热量会以最快速度与零件表面“分离”。热量无法集中在一起，变形问题发生的概率自然下降[1]。

2.3精准度高

高速切削技术的运用，零件形态不受影响，依旧保持在原本状态中。加工与切削中，零件加工精准度十分关键，高速切削技术投入使用，工作人员无需再担心传统切削技术中存在的精准性差问题。

3、铣削中的问题

型面复杂、存在沟槽、转角等是汽车覆盖件模具之特点。不仅如此，模具材料大多采用高强度与高硬度材料，所以给予具体加工工作带来影响、增加加工难度。铣削中存在的问题包括，其一:淬硬钢刚度高，加工中频繁出现震颤。又因为工作人员不明机床、刀具、工件组成的加工工艺系统动态性能，没有办法确切掌握动态特性参数，所以相应更好的控制震颤特别困难，最终增加麻点、凹坑问题发生概率。其二:为制造生产出高质量产品，一道工序内，不同硬度的加工区域由一台机床和一把刀具完成，刀具使用时间为4~12个小时，但工作人员忽视极为重要的一点，即，汽车模具件硬度大，刀具易磨损。再加上曲面复杂，刀具刃口位置承受多次交变切削载荷，导致磨损问题加剧。其三:目前部分汽车模具企业在发展中，圆角铣刀与环铣剪刀以成为“主角”，步距增大倍数，缩短加工时间，提高加工效率。在半精加工与精加工中，球头铣刀饰演重要“角色”，但如何才能够提升切削效率是工作人员所关心的内容。因此，专业人员需加紧进行新刀具的研究、开发[2]。

4、刀具材料的选择和选用规则

4.1材料选择

目前诸多新技术、新工艺“应运而生”。作为高速切削技中的“成员”，刀具材料发展始终在继续，从未停止，例如：陶瓷刀具、金刚石刀具等最具代表性。刀具选择中，工作人员秉承认真、负责态度，将重点放在刀具材料上，确保材料性能满足相关要求。认真翻查相关资料以及采用实践检验等方法，最终选择何种材料的刀具，切削淬硬钢模具都要满足刀具材料基本性能要求[3]。表1是淬硬钢刀具材料最低性能参数表。

表1      淬硬钢刀具材料最低性能参数表

4.2规则

高速切削淬硬钢模具，存在易震颤、刀具磨损快等诸多问题。为防止问题发生，工作人员经过慎重思考，制定出刀具选择规则。即:剖析工件形状特征、加工工序等制定刀具选择流程[4]。图1是刀具选择流程图。

图1     刀具选择流程图

5、刀具的应用

5.1直径选择

为将切削效率提高，专业工作人员选择“三思后行”，最终决定在汽车覆盖件淬硬钢模具刀具选择中，以大直径刀具为重点（使用直径为Φ50的刀具）。淬硬钢模具高速铣削加工中，选择使用D30R15可转位球头铣刀，发挥提高加工效率的目标

[5]。

此外，作为模具加工中的重要“一环”，精加工的重要性不言而喻，并与许多方面都有密切关系，其中便包括模具表面精度。于是工作人员选择使用D30R15 可转位球头铣刀。

5.2装夹

刀片装夹中，工作人员明确相关要求，其一:认真完成刀片定位面的检查工作，检查内容为是否存在损伤、螺钉磨损较快时立刻换新，不拖延、不回避。其二:确保刀片无污渍。采用不起毛的抹布认真打理刀片定位面，确保干净。其三：同一品牌的刀具选择使用同品牌刀片，不要混合使用。其四：装夹时，根据刀片定位完成装夹，用手轻轻按压，保证刀片与底面已“零距离”接触。

5.3保养工作

为延长刀具使用时间，专业工作人员明确保养工作展开的意义。其一:加工中，若已使用切削液，加工完毕后，则采用干净抹布认真打理刀具、刀柄位置，保证已清理干净，阻止锈蚀。同时，将喷防锈剂均匀喷洒于刀柄，并将柄内存在的铁屑清理出去。其二:根据相关规定，将刀具、刀柄放在刀具架上，不可放在工作台、铁板等位置。更为重要的是，将其有序摆放，不可混放[6]。

结束语:

总之，模具制造中，高速切削加工技术已得到重视与应用。在其他的领域，例如：汽车、航天航空等领域，也均可见到高速切削加工技术的“身影”，由此可见此项技术发展前景十分广阔。此项技术在应用中，工作人员十分重视机床、刀具、工艺等内容，势必将高速切削加工技术的优势全面发挥出来。在模具切削加工中，工作人员又在认真思考如何才能够避免刀具产生崩刃、磨损等问题，之后制定出刀具选择和使用等规则，基于规则完成刀具的选择与使用。

参考文献：
[1]陈芳. 高速切削加工技术在汽车覆盖件模具制造中的应用 [J]. 小型内燃机与车辆技术, 2019, 48 (01): 81-83+89.

[2]陈芳. 汽车覆盖件模具高速切削加工优化研究 [J]. 小型内燃机与车辆技术, 2018, 47 (04): 23-25+41.

[3]商英. 提升汽车覆盖件模具标准化水平的措施研究 [J]. 科技创新导报, 2016, 13 (22): 56-57.

[4]杨勇,郭玉文,王风玉. 汽车覆盖件模具高速切削参数优化研究 [J]. 机械设计与制造, 2016, (09): 111-113.

[5]杨海峰,陈强,刘军. 浅谈模具型面高速切削数控加工方式及存在问题 [J]. 民营科技, 2016, (05): 48.

[6]李红岩,陈雷. 高速切削汽车覆盖件淬硬钢模具刀具优选 [J]. 机械工程师, 2015, (12): 234-235.