今日要聞
-
1
海天塑機發(fā)布2025下半年巡展地 【詳細】 -
2
請全體設(shè)備管理人員、技術(shù)員、 【詳細】 -
3
8月1日，浙江省塑料機械行業(yè)協(xié) 【詳細】 -
4
贏創(chuàng)發(fā)布2025年第二季度財報：需求
在日益嚴峻的經(jīng)濟環(huán)境下，贏創(chuàng) 【詳細】 -
5
第二季度宏觀經(jīng)濟環(huán)境依然嚴峻 【詳細】 -
6
中國塑協(xié)硬質(zhì)PVC發(fā)泡制品專委會七
7月26日，中國塑料加工工業(yè)協(xié) 【詳細】 -
7
此次LEAP1400U壓鑄機交付使用 【詳細】 -
8
陶氏公司宣布其INNATE™ 【詳細】 -
9
2025年上半年調(diào)整后EBITDA（稅 【詳細】 -
10
培訓(xùn)現(xiàn)場通過理論與案例相結(jié)合 【詳細】 -
11
2025年7月26日,君華股份高層領(lǐng) 【詳細】 -
12
財報 | 科思創(chuàng)二季度銷量保持穩(wěn)定
鑒于整體經(jīng)濟持續(xù)疲軟且短期內(nèi) 【詳細】
推薦展會
更多 > >
-
-
地點： 南昌市 開展時間： 2025-08-06 舉辦單位： 江西省礦業(yè)聯(lián)合會、江西省應(yīng)急管理協(xié)會、江西省有色金屬學(xué)會 -
地點： 上海市 開展時間： 2025-08-07 舉辦單位： 中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)協(xié)會
推薦視頻
更多 > >
刀具在零余量加工中的重要性
零余量加工（ZSM）（也稱近凈成形或負余量加工）是指模具在加工時無需留出額外的余量。當(dāng)ZSM被有效的應(yīng)用時，可以使模具制造商得到很大的利益，費時的EDM加工、手工操作、拋光、裝配、校準和修整等都可以被省略，組裝和整體制模的時間也可以大幅縮短。實現(xiàn)ZSM加工需要的幾個要素（機床、編程和刀具），所有這些協(xié)調(diào)運用即可達到預(yù)期的效果。
合適的機床能夠提供高精度、高主軸轉(zhuǎn)速（18000+r/min）、高進給速度（500 +ipm），以及良好的穩(wěn)定性和剛性。的編程軟件將提供更準確的高度優(yōu)化的刀具路徑，縮短了加工時間。在5軸加工中，編程軟件將刀具定位在工件的*加工角度上，如果其中某個要素選擇或使用不當(dāng)，加工將毫無效率。
立銑刀的作用
模具制造方法的一個要素就是立銑刀。通常情況下，刀具的重要性會被低估或忽略，但是當(dāng)?shù)毒邚臋C床、編程和成品零件中被提出來單獨考慮時，它的重要程度就變得十分清晰。
需要特別指出的是ZSM不是銑削技術(shù)，相反它是將已經(jīng)確定的銑削技術(shù)（HSC和硬銑削）與整體模具制造方法結(jié)合應(yīng)用。ZSM的建立來自于一種突破傳統(tǒng)的方法，這需要如同改變思維一樣來改變技術(shù)，這種變化來源于對刀具重要性的認識。這里我們所要討論的內(nèi)容包括冷卻/潤滑和涂層技術(shù)，這些是影響刀具性能*的因素。
有效的高速切削
從刀具的角度來看，高速切削是ZSM的基礎(chǔ)。HSC是金屬材料被高速切削的加工方法（比傳統(tǒng)的機械加工速度快5~10倍），并且是具有高加速度和高的快速運動。HSC利用主軸轉(zhuǎn)速，在加速進給時采用相對較淺的切削深度能有效地去除金屬材料。也可以這樣定義：在切削加工時采用足以產(chǎn)生一定摩擦（釋放熱量）的高速度，使切削下來的金屬碎屑熔化。
碳化物的耐熱性結(jié)合*化的排屑槽幾何尺寸，便于微小碎屑快速排出，并使切削區(qū)周圍迅速冷卻。
由于高轉(zhuǎn)速主軸要實現(xiàn)高速切削（HSC），刀具本身必須具有良好的平衡性。 如刀具應(yīng)采用直柄，在進行精加工操作時，刀具應(yīng)該有偶數(shù)的排屑槽，這樣可以使切削加工更加流暢和均勻。zui重要的是立銑刀的刀柄和切削直徑要達到微米級的公差，以便減少振動，從而延長刀具壽命。
成功的硬銑削
當(dāng)使用硬質(zhì)模具鋼的做法變得更加普遍時，去除材料的有效方法要仔細審核。在硬度超過52HRC時，采用傳統(tǒng)的高速鋼銑刀就無法進行有效地金屬材料硬銑削加工。
實現(xiàn)有效的硬銑削需要用使更堅硬的材料制造的刀具，如硬質(zhì)合金、金屬陶瓷和立方氮化硼（CBN）等材料。硬質(zhì)合金由于具有更佳的耐久性和成本效益成為材料。
以下是一些成功實現(xiàn)硬銑削和HSC加工所采用的刀具的重要特點：刀具由微米級顆粒或亞微米級顆粒構(gòu)成的硬質(zhì)合金材料組成；高性能的TiAIN涂層可以為刀具提供*的性能，并延長刀具的使用壽命；尤其是在特殊幾何形狀加工時的應(yīng)用。通常情況下，工件越堅硬則負傾角越大（0~3），而螺旋角則越小（30~0）。
1.干式加工
干式加工更適合于淬火鋼的加工。更為節(jié)省，節(jié)省的不僅是冷卻液的成本，而且還包括冷卻液的處理成本（處理成本通常大于冷卻液自身的成本）。從生態(tài)學(xué)角度來看，這是一個更好的選擇，它將有利于生態(tài)環(huán)境的保護，由于冷卻液會危害人體的健康，引起過敏反應(yīng)、呼吸道炎癥和中毒等反應(yīng)。
從技術(shù)角度來看，干式加工消除了熱輻射的危險，這種熱輻射是由于冷流體接觸到熱刀具而產(chǎn)生的。這種劇烈的溫度變化會導(dǎo)致刀具龜裂或在刀具的刃口上產(chǎn)生細小的裂紋，從而直接導(dǎo)致刀具過早的損壞。干式加工可以加速冷氣流的擴散，從而使切割區(qū)域降溫，并有助于加速排屑。
2.硬質(zhì)合金
硬質(zhì)合金刀具是由相對較軟的粘接劑、鈷（CO）和碳化物（WC、TiC、TaC、Nbc）等用來提供硬度的復(fù)合材料構(gòu)成的。通過燒結(jié)處理鈷材料融化，而碳化物以更高的熔點在*溫的情況下依然呈現(xiàn)為固態(tài)。一旦冷卻，其結(jié)果是鈷粘接劑和脆性的碳化物粒子所形成一個堅實的混合物。
在ZSM加工時，立銑刀的構(gòu)成是一個重要的考慮因素。碳化物可以在各種顆粒結(jié)構(gòu)下應(yīng)用，包括納米、亞微米、微米，細、中、粗和特別粗糙的顆?！，F(xiàn)代加工的刀具是由微米或亞微米碳化物顆粒構(gòu)成的。
各種成分形成的鈷和碳化物的混合物，其中碳化物由不同尺寸的顆粒組成，可以得到一個具有多種硬度和韌性的刀具。因為隨著硬度的增加，碳化物的脆性也會增加。如果在硬度和脆性之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?，一定可以得到合適的硬質(zhì)合金刀具。在硬銑削加工時，使用更堅硬的硬質(zhì)合金刀具是一個非常明智的選擇。低碳鋼在HSC加工中應(yīng)用時，如果不是非常堅硬的情況，有較強彈性的碳化物將能提供*的刀具壽命。
3.涂層
PVD（物理氣相沉積）涂層技術(shù)被推薦應(yīng)用于硬削銑、HSC，以及ZSM加工時所使用的刀具。在一個典型的物理氣相沉積過程中，鈦和鋁以電極的形式被引入到真空腔中。使用電流撞擊這些電極或ARC操作，這樣電極蒸發(fā)并釋放成為電子狀態(tài)。氮氣隨后注入真空腔，在高溫下各種形式的等離子氣體的電子被吸引，并沉積到碳化物上形成堅硬的薄膜，如TiAlN。這些涂層可以是單層、多層，或使用不同的交替涂層，如TiAlN和TiN。
涂料對于生產(chǎn)率和刀具壽命有著重要的作用，并zui終會對模具制造的成本效益產(chǎn)生影響。一般情況下，由于增加了抗摩擦及耐熱性能，涂層使得刀具減少了的磨損。涂層潤滑（摩擦系數(shù)作為衡量指標）有助于防止冷焊和減少切削力。反之，由于刀具壽命的延長，使切割速度得到提高，工件表面質(zhì)量進一步改善，生產(chǎn)成本大幅降低。
而在某些情況下，涂層則被證明是有害的，如一個相對比較厚的涂層可能對切削刃的鋒利程度和表面質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。另外，多涂層可以減少摩擦熱或熱沖擊所造成的裂紋的延伸。在物理氣相沉積（PVD）過程中，電子結(jié)合在一起時可能會在涂層上形成液滴，這些液滴增加了涂層的表面粗糙度，對切屑流產(chǎn)生負面影響。
為了解決這種問題，制造商將對立銑刀的排屑槽進行表面處理，類似于拋光工藝，這將大大改善涂層表面的粗糙度。
這樣也有利于對刀刃以前形成的涂層進行預(yù)處理。切削刃的研磨，可以減少或消除制造加工時的細微磨線。由此產(chǎn)生的平滑表面為提高涂層附著力，減少冷焊，以及為材料積聚在刀刃上提供了一個更好的基礎(chǔ)。
模具制造商在使用ZSM方法時需要認真地對刀具進行評估，因為刀具是機床和編程的要素。但zui重要的是需要評估不同的刀具（通?？梢酝ㄟ^抽樣測試）來確定*的刀具選擇。
單純憑價格是不能有效評估立銑刀的。隨著刀具技術(shù)的發(fā)展，更多的功能和特征不斷出現(xiàn)，如坡口加工、精密幾何尺寸工件的加工、現(xiàn)代化的涂料和*的碳化物技術(shù)等都將增加切割刀具的成本，但是這些成本都可以很容易地被增加的刀具壽命和性能價值所補償。
合適的機床能夠提供高精度、高主軸轉(zhuǎn)速（18000+r/min）、高進給速度（500 +ipm），以及良好的穩(wěn)定性和剛性。的編程軟件將提供更準確的高度優(yōu)化的刀具路徑，縮短了加工時間。在5軸加工中，編程軟件將刀具定位在工件的*加工角度上，如果其中某個要素選擇或使用不當(dāng)，加工將毫無效率。
立銑刀的作用
模具制造方法的一個要素就是立銑刀。通常情況下，刀具的重要性會被低估或忽略，但是當(dāng)?shù)毒邚臋C床、編程和成品零件中被提出來單獨考慮時，它的重要程度就變得十分清晰。
需要特別指出的是ZSM不是銑削技術(shù)，相反它是將已經(jīng)確定的銑削技術(shù)（HSC和硬銑削）與整體模具制造方法結(jié)合應(yīng)用。ZSM的建立來自于一種突破傳統(tǒng)的方法，這需要如同改變思維一樣來改變技術(shù)，這種變化來源于對刀具重要性的認識。這里我們所要討論的內(nèi)容包括冷卻/潤滑和涂層技術(shù)，這些是影響刀具性能*的因素。
有效的高速切削
從刀具的角度來看，高速切削是ZSM的基礎(chǔ)。HSC是金屬材料被高速切削的加工方法（比傳統(tǒng)的機械加工速度快5~10倍），并且是具有高加速度和高的快速運動。HSC利用主軸轉(zhuǎn)速，在加速進給時采用相對較淺的切削深度能有效地去除金屬材料。也可以這樣定義：在切削加工時采用足以產(chǎn)生一定摩擦（釋放熱量）的高速度，使切削下來的金屬碎屑熔化。
碳化物的耐熱性結(jié)合*化的排屑槽幾何尺寸，便于微小碎屑快速排出，并使切削區(qū)周圍迅速冷卻。
由于高轉(zhuǎn)速主軸要實現(xiàn)高速切削（HSC），刀具本身必須具有良好的平衡性。 如刀具應(yīng)采用直柄，在進行精加工操作時，刀具應(yīng)該有偶數(shù)的排屑槽，這樣可以使切削加工更加流暢和均勻。zui重要的是立銑刀的刀柄和切削直徑要達到微米級的公差，以便減少振動，從而延長刀具壽命。
成功的硬銑削
當(dāng)使用硬質(zhì)模具鋼的做法變得更加普遍時，去除材料的有效方法要仔細審核。在硬度超過52HRC時，采用傳統(tǒng)的高速鋼銑刀就無法進行有效地金屬材料硬銑削加工。
實現(xiàn)有效的硬銑削需要用使更堅硬的材料制造的刀具，如硬質(zhì)合金、金屬陶瓷和立方氮化硼（CBN）等材料。硬質(zhì)合金由于具有更佳的耐久性和成本效益成為材料。
以下是一些成功實現(xiàn)硬銑削和HSC加工所采用的刀具的重要特點：刀具由微米級顆粒或亞微米級顆粒構(gòu)成的硬質(zhì)合金材料組成；高性能的TiAIN涂層可以為刀具提供*的性能，并延長刀具的使用壽命；尤其是在特殊幾何形狀加工時的應(yīng)用。通常情況下，工件越堅硬則負傾角越大（0~3），而螺旋角則越小（30~0）。
1.干式加工
干式加工更適合于淬火鋼的加工。更為節(jié)省，節(jié)省的不僅是冷卻液的成本，而且還包括冷卻液的處理成本（處理成本通常大于冷卻液自身的成本）。從生態(tài)學(xué)角度來看，這是一個更好的選擇，它將有利于生態(tài)環(huán)境的保護，由于冷卻液會危害人體的健康，引起過敏反應(yīng)、呼吸道炎癥和中毒等反應(yīng)。
從技術(shù)角度來看，干式加工消除了熱輻射的危險，這種熱輻射是由于冷流體接觸到熱刀具而產(chǎn)生的。這種劇烈的溫度變化會導(dǎo)致刀具龜裂或在刀具的刃口上產(chǎn)生細小的裂紋，從而直接導(dǎo)致刀具過早的損壞。干式加工可以加速冷氣流的擴散，從而使切割區(qū)域降溫，并有助于加速排屑。
2.硬質(zhì)合金
硬質(zhì)合金刀具是由相對較軟的粘接劑、鈷（CO）和碳化物（WC、TiC、TaC、Nbc）等用來提供硬度的復(fù)合材料構(gòu)成的。通過燒結(jié)處理鈷材料融化，而碳化物以更高的熔點在*溫的情況下依然呈現(xiàn)為固態(tài)。一旦冷卻，其結(jié)果是鈷粘接劑和脆性的碳化物粒子所形成一個堅實的混合物。
在ZSM加工時，立銑刀的構(gòu)成是一個重要的考慮因素。碳化物可以在各種顆粒結(jié)構(gòu)下應(yīng)用，包括納米、亞微米、微米，細、中、粗和特別粗糙的顆?！，F(xiàn)代加工的刀具是由微米或亞微米碳化物顆粒構(gòu)成的。
各種成分形成的鈷和碳化物的混合物，其中碳化物由不同尺寸的顆粒組成，可以得到一個具有多種硬度和韌性的刀具。因為隨著硬度的增加，碳化物的脆性也會增加。如果在硬度和脆性之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?，一定可以得到合適的硬質(zhì)合金刀具。在硬銑削加工時，使用更堅硬的硬質(zhì)合金刀具是一個非常明智的選擇。低碳鋼在HSC加工中應(yīng)用時，如果不是非常堅硬的情況，有較強彈性的碳化物將能提供*的刀具壽命。
3.涂層
PVD（物理氣相沉積）涂層技術(shù)被推薦應(yīng)用于硬削銑、HSC，以及ZSM加工時所使用的刀具。在一個典型的物理氣相沉積過程中，鈦和鋁以電極的形式被引入到真空腔中。使用電流撞擊這些電極或ARC操作，這樣電極蒸發(fā)并釋放成為電子狀態(tài)。氮氣隨后注入真空腔，在高溫下各種形式的等離子氣體的電子被吸引，并沉積到碳化物上形成堅硬的薄膜，如TiAlN。這些涂層可以是單層、多層，或使用不同的交替涂層，如TiAlN和TiN。
涂料對于生產(chǎn)率和刀具壽命有著重要的作用，并zui終會對模具制造的成本效益產(chǎn)生影響。一般情況下，由于增加了抗摩擦及耐熱性能，涂層使得刀具減少了的磨損。涂層潤滑（摩擦系數(shù)作為衡量指標）有助于防止冷焊和減少切削力。反之，由于刀具壽命的延長，使切割速度得到提高，工件表面質(zhì)量進一步改善，生產(chǎn)成本大幅降低。
而在某些情況下，涂層則被證明是有害的，如一個相對比較厚的涂層可能對切削刃的鋒利程度和表面質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。另外，多涂層可以減少摩擦熱或熱沖擊所造成的裂紋的延伸。在物理氣相沉積（PVD）過程中，電子結(jié)合在一起時可能會在涂層上形成液滴，這些液滴增加了涂層的表面粗糙度，對切屑流產(chǎn)生負面影響。
為了解決這種問題，制造商將對立銑刀的排屑槽進行表面處理，類似于拋光工藝，這將大大改善涂層表面的粗糙度。
這樣也有利于對刀刃以前形成的涂層進行預(yù)處理。切削刃的研磨，可以減少或消除制造加工時的細微磨線。由此產(chǎn)生的平滑表面為提高涂層附著力，減少冷焊，以及為材料積聚在刀刃上提供了一個更好的基礎(chǔ)。
模具制造商在使用ZSM方法時需要認真地對刀具進行評估，因為刀具是機床和編程的要素。但zui重要的是需要評估不同的刀具（通?？梢酝ㄟ^抽樣測試）來確定*的刀具選擇。
單純憑價格是不能有效評估立銑刀的。隨著刀具技術(shù)的發(fā)展，更多的功能和特征不斷出現(xiàn)，如坡口加工、精密幾何尺寸工件的加工、現(xiàn)代化的涂料和*的碳化物技術(shù)等都將增加切割刀具的成本，但是這些成本都可以很容易地被增加的刀具壽命和性能價值所補償。
關(guān)鍵詞：模具
- 凡本網(wǎng)注明"來源：塑料機械網(wǎng)"的所有作品，版權(quán)均屬于塑料機械網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請必須注明塑料機械網(wǎng)，http://www.sqxtgxg.cn。違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
- 企業(yè)發(fā)布的公司新聞、技術(shù)文章、資料下載等內(nèi)容，如涉及侵權(quán)、違規(guī)遭投訴的，一律由發(fā)布企業(yè)自行承擔(dān)責(zé)任，本網(wǎng)有權(quán)刪除內(nèi)容并追溯責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品來源，并自負版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
