外文翻譯--專業(yè)制造高速鍛造模具 中文版

專業(yè)制造高速鍛造模具 摘要 本文 主要討論 高速銑削技術 在 模鍛工具制造 中的貢獻 . 在大多數(shù)情況下 ， 模鍛工具制造高速銑削 硬化材料比用 EDM 技術所得到的鍛造模具 更快、更便宜 ，而且模 具 質(zhì)量更高 ,當然模具 壽命 也 更長 .論文 針對制造總過程列出了 模鍛工具 ,銑刀長度 與半徑的 比 這些將對高速 銑削策略和技術 有很大的影響 . 整個 鍛造模具設計和 制造工具是依靠長遠的工作方法來實現(xiàn)的。 2004 Elsever B.v. 版權所有 關鍵詞 :高速銑削 ； 硬銑 ； 高 L/D比 ； 鍛造模具 1、引言 如今 HSC 技術是每個現(xiàn)代化工具 制造公司最基本的技術組成。 科技高速船基本組成部分 。隨著 HSC技術的引進，模具制造技術也發(fā)生了改變，主要是模膛的制造 ,模膛是模具最為重要的部分，所以制造過程中的 40時間用于模膛的制造。 按客觀模型腔制造技術的發(fā)展 ,如銑刀、 模具及相關產(chǎn)品的參數(shù)考慮 ,結(jié)合電火花 /高速船或完全取代傳統(tǒng)的模具制造技術模具電火花沉沒 型腔加工 1. 每個模腔本身也應查明其中技術粗糙高速銑 /加工整理或高速銑完全是最有利的生產(chǎn)成本和時間 2、 高速電火花和屬性 表 2列出了 高速銑、電火花的優(yōu)缺點以及高速銑 削 、電火花的 局限 性 . 選擇最適當 的型腔模具加工技術能源消耗和生態(tài) 也是要重點考慮的。 眾所周知的 , 電火花 技術需要很大的 能耗 ,因此 只有在加工一些產(chǎn)品時， 銑 刀形狀或模具相關技術性能不允許用告速 銑 削才使用電火花技術。 從生態(tài)學的角度看，目前高速銑削優(yōu)于電火花技術主要基于以下原因： -少用能源 有利于生態(tài)環(huán)境保護 . -永久的減少切削潤滑油和冷卻液將導致干切削 . -為 后來的 廢物處理 和消耗方便 電火花過程必須不斷監(jiān)測電解質(zhì) 3 高速 銑削技術的引進 大幅降低制造成型模具制 造的 時 間 , 不過電火花和高速 銑削 技術并不是不能共存 ,因為有些電火花技術能加工出來的幾何形狀是高速銑削所不能作到的。 3. 3. 熱 鍛模具模膛 成型制造技術 鋼熱軋 中的材料必須在高溫下能保持足夠的強度，具有 抗熱震強度 等重要的性能，這些性能都對刀具材料的選擇有影響，因為在工件和模具接觸的區(qū)域存在很高的加工溫度。 但其中最重要的 但 不是唯一最重要的 特性 就是韌性 . 韌性 是抵抗模具變形和形成裂縫能力的指標 4. 結(jié)合高速銑 削技術和銑削刀 具 表面鍍鈦 新技術 成功地降低了硬削的成本和時間。洛氏硬度在 46-62范圍內(nèi)的用于熱鍛的模膛淬硬工具材料的加工就不會用 電火花加工。鍛模 或深沖 模具 成形 幾乎都可以通過銑削得到。，這樣加工過程中就不會出現(xiàn)加工銳角。硬銑比電火花技術所得到的效果要好，也不需要電極，表面質(zhì)量也更好。 2. 3.1 長 /半徑 比 例大的硬銑 鍛造零件幾何形狀定義了零件平面 ,因此需要銑刀長度 /直徑比 . 后者 對 加工精度和表面質(zhì)量很大影響 . 高主軸速度 會 增加 刀具尖端的 振動 . 保護刀具壽命和表面質(zhì)量 ,需要找到高剛度的刀具材料。說到底就是要用盡可能的便用短的刀具，這樣就可以便波動最小，可以得到大范圍面穩(wěn)定的切削中心。 5. 在圖 . 1 和 2,列出了影響高 速銑削的兩個最重要的因素。切削用量的深度 ap 主要決定于材料的硬度和銑刀強度，后者最要是用 長度和直徑比例 來定義。 ap: RK2K3 因此 切削用量 ap 可以定義為 銑刀半徑 R， 刀具材料硬度系數(shù) K2及 系數(shù) K3的 乘積。 當 材料硬度高達 52HRC時 刀具材料硬度系數(shù) K2便取 0.1到 0.12。 材料硬度 更 高 低于 62HRC的 情況下 系數(shù) K2的 取值 0.04至 0.05. 當 L/D=5時 細系數(shù) K3的值為 1，當 L/D=10時其值迅速減致 0.1。因此當 L/D10高速銑削硬材料 時須采取 特殊措施 6. 另一方面 , 能夠采取 光切 削 的和使用精密刀具提高了銑削的能力，精密刀具與其刀具半徑有很大的關系。這至少在以下兩方面有利： -銑深腔或 銑 深 槽 -用尺寸小的刀具 銑 削表面質(zhì)量要求高的特征 5. 在銑刀長度 /直徑比 較大時，刀具在切削過程中的擺動增大，這可能導致工件脫離銑刀和刀具剛度降低。刀具擺動和銑削方案將會影響 尺寸精度和加工表面粗糙度 。 高速干 銑 削硬度為 50HRC的材料 是非常成功的 7. 4.工業(yè)實例中的硬銑 深腔、精 密成型 4.i. 典型工業(yè)鍛造模具性情 在圖 . 3中例出了淺模鍛造模具，是 用優(yōu)質(zhì)鋼淬硬到 50HRC的材料制造的，用于確定的 M16平板的熱鍛模制造。 表 2 例出了用于熱加工的工具鋼的化學結(jié)構(gòu)。所有的合金元素都是在典型的 熱軋工具鋼 的標準化范圍內(nèi) 鍛造工藝是基于兩個階段鍛造 . 在圖 . 4 及 5 中列出了鍛造階段及一些細節(jié)。 4.2 加工技術 表 3是加工模膛具體部位的參數(shù)。 應用硬質(zhì)合金球頭端銑刀具 U5286d4r2精加工模具內(nèi)腔 (列圖 . 4)， 即在圖 . 6.中所示的為刀桿 以下部分直徑較小 的 切割銑刀 ， 適合銑垂直端面。否則 銑刀柄 會接觸到 已加工表面 ,會造成嚴重損傷已加工表面 和刀具。小脛刀桿長 度可通過額外精磨得到 . 表 4給出切割 的 幾何 形狀和一些典型的需要硬銑的幾何形狀。自由角 取最小值，前角可忽略，這樣可得到較高的切削穩(wěn)定性但前刀面的磨損卻較大，表面銑要求較鋒利的銑刀。應用的 L/D的值是一個臨界值，這適合于大部分正常情況下的硬銑。 在圖 .7列出了滲碳 球頭端銑刀具 OSG FXRB-EBD D0.6R0.3，用于余量銑削，詳細信息如圖 5所示。所應用的 L/D值高達 30。銑削刀具是將刀桿直徑減少到一定的直徑，但刀桿直徑必須足夠大以保證能與夾具相接觸。如圖 8 所示為一個更好的小刀桿銑刀例子 ，其直徑是通過一個角度逐漸減少的，這樣可以更好保證刀具剛度。 在這種情況 下 L/D 值 準確率不能成立 . 硬磨技術 是基于 高頻重復光 切削 ,這是由 軸向和徑向切削深度和 進給量 所確定的 . 表 3介紹軸向和徑向切削深度尤其適合 所推薦的 銑刀 . 在圖 . 9 介紹 了 徑向和軸向切削深度 的定義 . 高速 銑削得到的鍛造模具要比 相同電火花加工鍛造 模的使用壽命長大約 30%. 5. 經(jīng)驗 工作 為不斷優(yōu)化鍛造模具制造中高速銑削和硬切削技術，工業(yè)生產(chǎn)上積累了不少經(jīng)驗，在此基礎上開發(fā)出了 成型工具制造經(jīng)驗 系統(tǒng)。 主要目的是 為了方便確定精加工成型模膛 表面時的銑刀的 L/D值。 制備實驗系統(tǒng) 以列出所有 業(yè)界的 合理的經(jīng)驗值 .平均熱模鍛工具類典型材料和硬度、幾何平均腔表面質(zhì)量要求和制造技術都有待研究 . 試驗的目的是基于采取 快速拍攝來 確定銑刀 在 銑 選擇不同的 L/D 值來銑削典型的表面的過程中其擺動 . 5. 1.實驗 零件的 準備 如 圖 . 10所示為 實驗 零件的 草 田圖 . 零件的材料是用于熱加工的工具鋼 wnr.1.2344淬硬到 50HRC。此零件上有三個不同方向的典型加工表面，代表了模具型腔三個不同的加工表面： -水平 面 -曲面過渡 -垂直表 面 . 所有的表面都要經(jīng)過磨，為了保證典型零件的精確定位及在相同銑削參數(shù)下使用不同角度的平面和不同的 L/D值。 5.2 加工技術 選用 三板斧高速銑硬質(zhì)合金球頭銑刀 鍍鈦來完成硬銑。 制造模膛時銑刀直徑的 選擇 取決于 其細節(jié) .在一個 實驗 中選擇了 直徑 4 毫米 的 銑刀 ,因此它 可應用于 大多數(shù) 模膛的加工。若刀桿直徑與零件 直徑一樣 大，那么便可使得銑刀的 L/D值的選擇計算變得精簡。同時銑刀的偏差可像刀桿直徑更大的銑刀那樣集中，這可以使銑削過程中銑刀的穩(wěn)定性增強。 如前所述 ,目的是觀察在表面處理 過程中所需的 實驗條件 ,調(diào)整加工技 術 以得到 特定類型的切割過程 . 所有 切削參數(shù) 是根據(jù) 銑刀生產(chǎn)者 所為單獨的不同傾斜面的推薦的參數(shù) 11. 只要選定了三個不同傾斜面的 參數(shù) ap 和 ae 那么切屑的理論厚度便都是一樣的，這里就不再考慮 切削力 的 影響 。綜全考慮不同的方案干切是最好的選擇。 在圖 . 11所示的是順銑和逆銑。當切削刃是向下銑時那么切屑的厚度便取其最大值，而反過來則取最小值。 順銑要比逆銑在切削過程中產(chǎn)生更多的熱量，因為順銑時的摩擦比較大。 因此 ,在現(xiàn)代高速銑 逆 銑 用得較普遍 . 盡管它需要較大的切削力使得切削過程中用力較大但它仍能保證較少 的刀具磨損?，F(xiàn)在的刀具都具有較高的剛度，這就是為什么允許使用逆 銑 的原因。 5.3 測量 實現(xiàn) 所的 實驗 都知道立銑中心 Mori Seike Frontier-M.在圖 12描述了測試零件的尺寸鏈 . 用攝像機銑削過程中所有現(xiàn)象和曲面及 L/D 值都能完全演示出來。將已接收的偏差信息圖片進行分析，由此銑刀的基本信息便可分析出來。完成模擬制造后，加工表面的表面粗糙度也得出來了。 5.4 結(jié)果 表 6列出了測量的偏差值。每個具體的偏差值是三次相同表面傾角和 L/D值切削值的平均值。這個值并不包括第一次切削值，因為第一次的 切削的偏差值會比較大，在實踐中第一次的切屑會比較厚而且會得到不同形狀的切屑。 選擇較小的 L/D 值其偏差值也會較小，但不同傾斜角度這間的偏差值相差不大。代表幾乎是水平面的兩個 L/D 值所引起的偏差是最大的。這是因 球鼻銑刀 中心的切削條件太惡劣所導致的，特別是在拋光模膛表面這種小切削量的加工過程中尤其明顯。 其它兩個傾斜角度的平面的偏差更大，由此推出了 球鼻銑刀 用側(cè)面銑削的法則。獲得的數(shù)據(jù)可由銑刀的傾角 =10-20來分析，這樣可得出最好的切削結(jié)果所需切削條件。 球頭端銑 銑削傾斜角不變的平面的情況可應用于五板平板 銑削技術。 由于 加工表面粗糙度橫向和縱向的 Ra 值可確定銑削路徑。圖 13和 14所示的是 L/D=7時所測得的 工表面粗糙度 。 圖 15和 16所示的是同樣條件下 L/D=10時的值。大體來說，L/D=10和橫截面所應用的特殊的 L/D值 時的表面粗糙度 Ra 值會比較大，根據(jù)每種不同的L/D值與一定角度增加所引起的 Ra 值變化可確定平面的傾角的變化量。 水平面的最大銑削偏差不會導致最高的表面粗糙度。相反，最低表面粗糙度卻一定是因球頭端銑 刀中心的切削條件引起的。 由于尺寸精度而產(chǎn)生了偏差。 L/D=10 的平均尺寸精度在緞造中還 是可以接受的。 6. 總結(jié)和展望 一般而言 ,在允許的情況下會盡可能的減少電火花加工技術的應用。 因此高速銑技術與兩個極 限應用 ,硬銑 和高 L/D值 銑日益取代了電火花加工制造 技術在模膛一些特征的加工。低切削力高速加工 ,確保了產(chǎn)品的 的質(zhì)量 14. 合適