铣削加工高硬度大平面

陶瓷刀具以其固有的特性，正得到越来越广泛的应用。目前国内厂家多利用其良好的红硬件、高的耐磨性进行高速车削，以提高加工生产率和工件表面质量并取得一定成效。我们结合工厂加工产品情况，经多次试验将陶瓷刀具应用于硬材料的铣削加工上，取得了令人满意的结果。
　　1 加工工件的工艺分析
　　加工图1所示工件(垫板)，材料5CrMnMo，技术要求：调质处理硬度230～290HB;淬火硬度45～50HRC，最高达53HRC;周边各倒角3×45。该工件的整体尺寸1100mm×1025mm以及4个孔之间的距离800mm×765mm要求不高，4个侧面的粗糙度为12.5µm易达到。关键工序为如何保证上下两垫板面的平行度0.05mm的要求。在具有高硬度45～50HRC的大平面上，加工此类工件的传统方法是互为基准多次磨削，这不仅加工时间长、成本高，且由于在加工过程中砂轮本体的磨损 ，导致加工工件表面很难保持高平行度，有时还需多次调整砂轮，技术要求高同时废品率也高。

图1 垫板

图2 刀片

　　为解决上述难点，运用目前金属加工中最耐磨的陶瓷刀具来进行试验。初次将陶瓷刀具装在铣刀盘上加工时，发现刀片本体易损坏，究其原因主要是由于在断续切削过程中，刀片和工件接触面积过多，加工中产生的热量致使刀片过热，强度降低从而发生断裂破损。为此采取以下措施：①对陶瓷刀片(16mm×16mm×8mm)进行修磨，磨出碰撞缓冲区域(图2);②在加工过程中采用大走刀，可以缩小加工时间，减少刀具磨损，从而保证加工质量。
　　2 切削过程及结果
　　将修磨合格的陶瓷刀片装在自制的200mm铣刀盘上，在3m龙门铣床上进行铣削加工，分以下几步：①将定位面用铣刀铣削平整，以减少加工的系统误差;②粗铣：装两把陶瓷刀片，分别铣两面，选切削用量为：ap=2mm，vf=41.5mm/min，v=125.66m/min;③半精铣：为减少误差，装一把陶瓷刀片，选切削用量为：ap=0.2mm，vf=41.5mm/min，v=125.66m/min;④精铣：装一把陶瓷刀片，分别铣两面。选切削用量为：ap=0.2mm，vf=295mm/min，v=251.33m/min。
　　铣削时，切屑呈薄灰状并伴有大量火花，刀子发出轻微响声，经测量达到其平行度要求，粗糙度Ra值为1.6µm，生产率比磨削提高近30倍，开辟了陶瓷刀具新的运用领域。