數(shù)控加工或CNC加工仍然屬于金屬杯的范疇,但它有自己的特點。這主要是以高度自動化和長時間連續(xù)加工技術(shù)的形式實現(xiàn)的,其中刀具的調(diào)整時間比傳統(tǒng)加工更復(fù)雜,需要更長的時間。因此,在選擇工具時有很多事情要考慮。
1.CNC刀具硬度高
CNN加工的刀具材料的硬度必須大于工件材料的硬度,否則在數(shù)控加工過程的高溫條件下,刀具的凈幾何形狀無法保持,這是刀具材料必須具備的基本特征。
目前,碳工具鋼是一種切削性能較差的工具材料,其室溫硬度應(yīng)大于62 HRC。高速鋼的硬度為63~70 HRC。硬質(zhì)合金的硬度為89~93hra。
2.足夠的數(shù)控刀具強(qiáng)度和韌性。
刀具切削部分的材料在切削過程中會受到很大的切削力和沖擊。例如,在加工45號鋼時,當(dāng)AP=4mm,F(xiàn)=0.5mm/r時,刀片將承受約4000n的切削力,因此刀具材料必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性。
一般來說,切削材料的抗彎強(qiáng)度(pa)表示其強(qiáng)度,沖擊韌性(J/m2)表示其韌性,這反映了切削材料抵抗脆性斷裂和刀片斷裂的能力。
3.CNC刀具的高耐磨性和耐熱性。
數(shù)控切削材料的耐磨性是指其抵抗磨損的能力。一般來說,刀具材料的硬度越高,其耐磨性越好。此外,刀具材料的耐磨性還與金相組織的化學(xué)成分、硬質(zhì)顆粒的性質(zhì)、數(shù)量、尺寸和分布有關(guān)。
金相組織中碳化物越多,顆粒越細(xì),分布越均勻,耐磨性越高。刀具材料的耐磨性和耐熱性之間有著密切的關(guān)系。其耐熱性通常通過其在高溫下保持高硬度的能力來衡量,即高溫硬度或紅硬性。
高溫硬度越高,耐熱性越好,刀具材料對塑性變形和高溫磨損的抵抗力越強(qiáng)。由于耐熱性較差的刀具材料在高溫下硬度大大降低,會導(dǎo)致快速磨損甚至塑性變形,喪失切削能力。
4.數(shù)控刀具導(dǎo)熱性好
數(shù)控切削材料的導(dǎo)熱系數(shù)用導(dǎo)熱系數(shù)(W/(M-k))表示。高導(dǎo)熱性表明導(dǎo)熱性良好,切削過程中產(chǎn)生的熱容量易于導(dǎo)電,從而降低了切削零件的溫度,減少了刀具磨損。此外,具有良好導(dǎo)熱性的刀具材料對于不連續(xù)切削尤其重要,尤其是在加工導(dǎo)熱性較差的零件時。
5.數(shù)控刀具必須具有良好的可制造性和經(jīng)濟(jì)性。
為了促進(jìn)數(shù)控制造,有必要使刀具材料具有更好的可加工性,包括鍛造、焊接、切削、熱處理、磨削等。經(jīng)濟(jì)性是評估和推廣新刀具和新材料的重要指標(biāo)之一。工具材料的選擇應(yīng)與國內(nèi)資源相結(jié)合,以降低成本。
6.防粘數(shù)控刀具
在數(shù)控加工過程中,防止工件在高溫高壓的作用下與切削材料分子吸附和結(jié)合。
7.CNC刀具的化學(xué)穩(wěn)定性
指在高溫下不易與周圍環(huán)境反應(yīng)的數(shù)控切割材料。