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　　新切削刀具的快速開(kāi)發(fā)使得加工淬火態(tài)模具鋼成為可能。過(guò)去加工模具的一般方法是：先在軟化狀態(tài)下進(jìn)行模具粗加工，接著淬火，然后電火花加工到終尺寸。這種工藝會(huì)在模具表面形成一層硬的重融化層，此層必須拋光掉，獲得合格的模具表面。

　　拋光是非常耗時(shí)間的操作，有時(shí)難以拋光整個(gè)模具表面。今天模具已能在淬硬狀態(tài)下用切削刀具加工成型，這種新技術(shù)將縮短制模周期。

　　如何成功運(yùn)用這種新技術(shù)，非常重要的一點(diǎn)是使用正確的切削刀具和切削參數(shù)。另外使用的加工刀具和刀具的加工路徑對(duì)終結(jié)果影響也很大。當(dāng)銑削淬火態(tài)模具鋼時(shí)，可以采用硬質(zhì)合金、金屬陶瓷或立方氮化碳硼（CBN）刀具。這里研究了使用CBN刀具時(shí)，材料及材料硬度對(duì)刀具壽命的影響。研究起始的意圖是研究銑削50~60HRC不同牌號(hào)冷作模具鋼時(shí)刀具的壽命。

　　有報(bào)道CBN刀具非常適合于加工工件硬度超過(guò)50HRC的材料。隨著工作的進(jìn)展，銑削硬度50HRC左右的材料時(shí)刀具壽命很長(zhǎng)。因此，我們決定將研究擴(kuò)大到一些熱作模具鋼，熱作模具鋼的使用的硬度大多在40 ~50HRC.試驗(yàn)用的是含硫量不同的H13類(lèi)熱作工具鋼。

　　和意大利的Standex合作。

　　1試驗(yàn)方法工中心上完成，加工刀具心軸轉(zhuǎn)速為18000r/min，因而可能有非常高的切削速度。

　　為了對(duì)不同工件材料的試驗(yàn)進(jìn)行比較，使用了一個(gè)直徑為32mm的雙槽型易更換鑲嵌式銑刀架（SumitomoBNE 3級(jí)（微粒度銑削級(jí)別）含60CBN的SumitomoBNER32T.試驗(yàn)方法是單邊齒銑削，切削數(shù)據(jù)如下：~800m/min之間變化軸向切削深度：7mm徑向切削深度：0.5mm走刀量：每齒0.08mm平均切削厚度：。1mm所有試驗(yàn)中使用壓縮空氣冷卻。銑削一直進(jìn)行到刀具磨損0.2mm為止。預(yù)試表明如果CBN刀具磨損超過(guò)這個(gè)磨損極限，則會(huì)出現(xiàn)切削刃口崩裂，而不是刀具側(cè)面平面磨損。所有試驗(yàn)使用爬升式銑削。

　　2工件材料部分試驗(yàn)對(duì)HRC值為50，55及60的四種不同冷作模具鋼進(jìn)行了測(cè)試。

　　表1試驗(yàn)用冷作模具鋼的化學(xué)成分Wt所用鋼種的主要差別是它們的一次碳化物含量的不同。在ARNE和CALMAX材料中一次碳化物含量約0.5~1，RIQ0R中約4而D2中約為14.第二部分試驗(yàn)對(duì)三種不同的熱作模具鋼進(jìn)行測(cè)熱作模具鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表2.表2試驗(yàn)用熱作鋼的化學(xué)成分材料時(shí)，刀具壽命短。

　　處理到不同的硬度。采用小尺寸是為了確保材料經(jīng)熱處理后硬度均勻。

　　3冷作模具鋼銑削試驗(yàn)結(jié)果的縱軸表示刀具側(cè)面磨損到0.2ram時(shí)的銑削長(zhǎng)度，它隨不同的切削速度及不同的材料硬度而變化。

　　如圖所示材料硬度為50HRC、銑削速度為220m/min時(shí)刀具壽命長(zhǎng)，用這種銑削速度，當(dāng)達(dá)到側(cè)面磨損指標(biāo)0.2mm之前，可能銑削長(zhǎng)度約130m，這代表銑削時(shí)間約12.3h.用這種材料，刀具的壽命似乎隨著工件材料的硬度增加而降低。

　　趔翌80 CALMAX材料銑削試驗(yàn)結(jié)果ARNE和CALMAX兩種材料都有馬氏體組織而不含大量一次碳化物。用CBN刀具加工含約4―次碳化物的馬氏體材料結(jié)果見(jiàn)，這里工件材料為UddeholmRIGOR.在切削速度超過(guò)220m/min日寸，銑削這種料時(shí)刀具壽命和材料硬度的關(guān)系。在材料硬度為50HRC、切削速度為400m/min時(shí)，刀具的壽命長(zhǎng)。以這種切削速度，刀具壽命達(dá)到196m銑削長(zhǎng)度，即10.2h銑削時(shí)間。

　　是不同銑削速度下，加工CALMAX材料的刀具壽命。材料硬度為50HRC、銑削速度為400m/min時(shí)刀具壽命長(zhǎng)。加工這種材料，其材料硬度與刀具使用壽命之間沒(méi)有明顯的關(guān)系。只是在700 ~800rn/min時(shí)刀具的壽命隨工件材料的硬度墻加而降低。在低的切削速度下，材料硬度55HRC的用D2材料做同樣試驗(yàn)時(shí)，結(jié)果完全不同。這種材料在馬氏體基體組織上有14的硬碳化鉻，CBN刀具似乎不適合切削這類(lèi)鋼。

　　是不同切削速度及不同材料硬度下刀具的壽命。由圖可見(jiàn)，在所有切削速度及材料硬度下，刀具壽命非常短。

　　4熱作模具鋼銑削試驗(yàn)的結(jié)果2000和硫化處理H13銑削試驗(yàn)的結(jié)果，其中硫化處理H13只做了400m/min和500m/min加工試驗(yàn)。有意義的是以小于700m/min的切削速度銑削ORVARSUPREME材料時(shí)，刀具壽命非常長(zhǎng)，在600m/min切削速度下，刀具側(cè)面磨損0.2rmn時(shí)的壽命大約切削280m，相當(dāng)于實(shí)際切削時(shí)間銑削三種鋼材的刀具壽命之間的差別令人驚訝，銑削兩種易切削的改良鋼種THG2000和H13+S，刀具的壽命比加工ORVARSUPREME材料還要低。

　　5討論此項(xiàng)研究表明使用CBN刀具銑削淬火工具鋼時(shí)，其壽命很大程度上取決于工件材料、材料硬度和切削參數(shù)。當(dāng)銑削淬火態(tài)鋼材時(shí)能否使用CBN刀具大的影響因素為鋼的化學(xué)成分熱作工具鋼銑削試驗(yàn)結(jié)果加工硬碳化物含量高的鋼材時(shí)刀具壽命很低，因此不適合使用氮化碳砸刀具；原因可能是硬的碳化物造成刀具的粘著磨損，碳化物阻止了切削刃前沿的剪切區(qū)域的軟化。

　　很難解釋熱作模具鋼銑削試驗(yàn)的結(jié)果。OR-VARSUPREME是非常純凈的鋼種，材料基體中非金屬夾雜物的含量非常低。它在軟化退火態(tài)下非常難加工，尤其是使用高速鋼刀具。

　　THG2000是經(jīng)喂線鈣化處理，且硫含量比OR-VARSUPREME稍高的易切削改良材料。當(dāng)使用鎢鋼或高速鋼刀具按常規(guī)切削參數(shù)加工時(shí)加工軟化退火態(tài)或淬火態(tài)的THG 2000時(shí)，其加工性能較好。

　　H13+S是高含硫量的易切削改良材料，使用鎢鋼或高速鋼刀具進(jìn)行常規(guī)加工，它的加工性能也比ORVARSUPREME材料要好。

　　為什么使用CBN刀具加工易切削改良材料其壽命非常低，一種可能的解釋是鋼材基體中的硫化錳與鑲嵌的CBN切削刃口起了反應(yīng)。

　　項(xiàng)目進(jìn)一步的工作是驗(yàn)證上述判斷是否正確。

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