1.簡介
         制造模具淬硬鋼的高速銑削正在使用,在過去十年的廠家. 其主要目標是盡量減少制造時間和成本,使表面質量會更好的同時其成本也比較低,其目的是減少涂裝作業,如磨削, 電火花加工( EDM )或手動拋光。
    控制表面涂裝加工意味著一個重要挑戰,廠商 特別是當它的意圖是納入高速加工技術在制造業的淬硬模具鋼 ,其硬度58至64 hrc . 一個優選的主要切削條件是重要的,以取得較高的精度和良好的表面質量,以及減少手工操作裝配和制造成本。
    高速加工技術不應被認為只是一個過程, 必須適應高切削速度和寬高比料量. 高切削條件等,每種材料 ,每種類型的工具和每個工序, 為了獲得高性能的加工具有佳表面涂裝,平衡刀具壽命. 所以,舉例來說,當生產大型沖壓模具, 好能取得佳的表面涂裝盡可能少的時間是可能的,但控制過程中,以便徹底整理操作是其中之一, 無中間工藝過程,為了改變這種工具,由于其磨損歸根于加工毛坯的材料。
實驗方法的設計就是一個生產模型,用于切割件的粗糙度取得過程. 因此,對于一個特定的過程,它可以參考已知的模式,并據此在初加工或行動期間,發現和解決一些問題,是一個重要的部分。
起初, 這項研究已被選定的基本方銑削作業的標本,因為這是一個很平常的運作,在制造模具. 對于將來的作品,其他類型的加工將予以研究。
用作這項研究的材料是模具鋼Bohler K340, 這可能是一種有效的替代典型材料模具: 該鋼為與Bohler k110 (標準W Nr.1.2379 ) ,具有相同的硬度, 韌性和性能較高,便于制造, 有更多的可靠性和性能,材料的新應用,如高強度鋼材,例如 制造業構件汽車工業。
 
2 . 生產條件
為了獲得可靠設計的實驗,對它的變化控制是重要的, 因此,這一結果影響到了失控的因素. 在這項研究中,適當的刀架,刀具, 切削條件和加工工藝已選定以獲得良好的表面涂裝,側銑刀 圓柱銑刀. 正確的設置過程是很重要的.
圖 1(如左)顯示80mm × 80mm × 29mm方形工件.進行8個不同的實驗,在同一工件 兩對每一側面. 在每一個實驗中,刀具加工長度達30毫米,切內外5mm半徑. 所有中進行試驗,在Y軸方向的定位. 在確定工件夾緊,自動校正短差的側面, 一些專家強調,半精加工操作是一個非常關鍵的過程,至于后的整理運作 特別是當它是高速加工. 基于這個原因,然后進行側銑作業 表面各個工件已經定位,以保證一個統一的基準和初步控制的表面質量不會 影響到后加工.先前所提到的,使用的材料是淬硬模具鋼k340 (硬度61-62 hrc ) 其化學成分是: C和1.10% ; 硅0.90% ; 錳0.40% ; 鉻8.30% ;礬0.50% 。
     刀具是一個涂層為硬質合金的銑刀.參照vcmdd0600從廠商mmc軋制工具. 主要特點是:直徑切斷, 6毫米; 長度減少13毫米; 直徑6毫米; 總長度50毫米; 工具懸置, 15毫米; 螺旋角, 45?; 徑向滑動角, -13?; 直徑公差, -0.015 ~ -0.038毫米; 涂料為(鋁,鈦,硅)的氮化物 ; 硬度3200hv ; 氧化的溫度:1160?這項研究涉及與側銑作業相關的制造商的刀具,介于這種運作情況,建議減少銑削加工方法. 一種新的工具用于每一個工件,以防止這一刀具磨損的影響,表面涂裝, 自實施這項磨損粗糙度取得并不是研究這方面的工作. 部分已經生產的高速立式加工中心(圖3 )參考dn40 - cth20 - 75科萊c20 - 6p從廠商的MST (圖4 )這項研究,由于的刀具是很實用的, 機械性能勝于普通的MST刀具。工件表面粗糙度是衡量一個泰勒霍布森形式系列的輪廓. 評價長度4.8mm ( 6mm × 0.8毫米)的使用, 一個名義上是2米規格點,配合使用了0.8高斯停產濾波器和帶寬比為 300:1,定義為Ra粗糙度參數. 一針式速度為0.5毫米/秒,配合使用一個靜態0.8mn,而針式錐角用的是90?. 確定性是制造 小于( 2% + 0.004米)時為9999 . 粗糙度參數,它被選定為技術響應變量,其確定按照ISO 4287:1999標準 為粗糙度的算術平均值來評價粗糙度輪廓( 9999 ) . 粗糙度為測量每次進行實驗前后的平均點的加工區。
 
3 . 實驗設計
    設計選定了分數階乘24-1的三個核心點 它提供保護,防止彎曲,因此進行共11個實驗.在此研究中使用該軟件5.0版. 表1顯示了設計因素及其相應選定變化層次.給定切削條件 ,都是從切削工具的制造和 從我們自己的實踐經驗. 高水平的切割速度一直受限于研究材料的硬度, 為了獲得一個可接受的性能的工具. 有較高的切削速度,可能會更好,但刀具磨損將大大增加,這樣穿會影響表面質量及模具尺寸, 由于相應的公差,從對某個刀具磨損會感到不滿意. 圖5 （如右）顯示了測量和控制的工具的磨損.
    因為已知的實驗設計( DOE )技術是一種強大的工具,使我們能夠分析影響某些其他指定的變量,通常稱為因變數. 這些反應變量的未知函數是原設計的變數,這也稱為設計因素. 其中使用廣泛的實驗設計,是因為設計中包括嘗試各種可能的組合的變數和水平. 不過,如果一些設計因素是主要的,因為在這種情況下, 而某些強制的互動是微不足道的,這樣做是因為我們指望得到一個微不足道的影響,某些參數的反應變數. 假如階模式是不適合的過程,這將擴大設計加上點.表2表明設計矩陣的分式因子設計,以及相應的實驗.
表1因素和選定的低水平,
大軸向深度, 6 ~12mm
徑向深度R    05~0.3rd ( mm )
進給量 f     0.02 ~0.06mm
切削速度vc   75~100   ( m / min )
 
4 .分析
     表3顯示,每年估計的影響及其相互作用. 它也說明了標準差,每一格的影響,而這些措施,其抽樣誤差. 變異測試表的統計意義每個效果比較平均平方針對所涉 實驗誤差. 在這一實驗中,有5效果P值小于0.05 , 這意味著他們有很有可能為95.00% .此外,有關的缺乏加工余量的測試讓我們確定,選定模型,足以
形容的觀測數據, 抑或應該使用更為復雜的模型， 試驗是通過對比的變化對現
表2實驗參數設計統計
行模式殘值的變化觀測相關設定的因素. 由于p值大于或等于0.05 。該模式似
乎有足夠的觀測數據,在95.00%置信水平. 另外, R2的統計資料顯示,該模型適
于解釋98.97%的變化Ra, 調整R2的統計是96.57%.
表3分析影響表面質量因素
從前面的分析, 顯然,徑向銑削深度效應已經很低,因此,可排除。另外, 兩產品的軸向銑削深度和切削速度是微不足道的,因為它們的p-值等于0.25 它已被排除. 得到的結果，列于表4，這意味著徑向切削深度可以選擇高值. 盡管如此, 它的不便加工大的厚度,并可能導致缺乏尺寸精度的后果 對技術要求進行切削作業. 由于尺寸精度并不是分析的主要方向，Ra取其高值,. 在顯示的情況表4中,有五個P值小于0.05 , 因此,也可以不同于95.00%水平. 另外, 缺少合適的測試結果表明, P值大于0.05 ,故在曲率擬議的模式沒有證據, R2值的統計資料顯示,該模型適于解釋98.94%的變化RA和調整R2統計是97.88% . 同時,也可以看出,目前并無跡象顯示調整的型號為9999 ,是表達了公式:
  Ra = −0.829318 + 0.0433333Ad + 56.875fz + 0.0014Vc
−2.20833Adfz − 0.12fzVc (1)
顯示了規范化帕累托圖表：Rd參數顯示了主要作用,在粗糙度產生變化專案中, fz及VC 是起主導作用. 注意好是維持Ad和VC本身高水平, 與進給量低水平.實驗顯示了相互作用對9999粗糙度產生變化的：Ad、fz和Vc . 值得注意的是:非互動因素Ad、fz和Vc. 我們可以看到,在表4 中,小的P值對應的Ad、fz互動 因此,它是重要的. 這一事實可以看出,通過分析圖形顯示的結果.如直線表現在fz和Vc段更為平行. 圖片10和11表明, 影響加工質量的AD和fz , 為小和VC大 , (圖像尺寸, 6.324mm × 4.717毫米)實例的毛坯加工后得出相應的實驗加工件數k340 - 2 ,這些切削條件:深度, 12毫米; rd ,0.3毫米; fz 0 .06毫米/ z (料量6 , 2865毫米/分鐘, 0.360毫米/ rev ) ;Vc 1 50米/分鐘. 據指出,在表面均勻. 距離垂直的線速度大約為一個進給每牙 ,并以平均峰間距( sm )表示粗糙度參數. 粗糙度參數值得到有:, 0.00067㎜和SM , 0.36312mm.
圖片13  (圖像尺寸, 1.048mm × 0.783mm)展示面擴大圖象大小為6 , 在表面上顯示的圖片12 . 可以看出外觀橫向線路,但有可能造成的形狀誤差,推出的公差直徑 ( -0.015 , -0.038毫米)左右. 圖片14  (圖像尺寸, 6.324mm × 4.717毫米)顯示另一個例子表面涂裝相應的兩個實驗k340 - 3 . 參數值粗糙度得到有:Ra , 0.0016mm和SM , 0.12399mm. 圖片15 (圖像尺寸1.048mm × 0.783毫米)顯示了同樣的工件放大圖像尺寸為6 . 切削條件的結果如下:深度, 12毫米; rd , 0.05毫米; fz , 0.02毫米/ z ( f , 955毫米/分鐘; f , 0.120毫米/ rev ) ; Vc, 150米/分鐘( s , 7958 rpm )
 
5.結論
    這項研究工作提出了研究的算術平均粗糙度,取得在高速銑削方面的材料 Bohler k340 ,有可能替代傳統的鋼材用于制造模具, 由于它具有良好的韌性性能,并提供了更好的加工性能,而且亞美尼亞粗糙度時已考慮到, 因為它是世界上使用普遍的加工方法,在模具行業特點的表面涂裝.據透露,有可能利用一階段設計來預測的加工后的表面粗糙度.在研究層面的因素,影響大的參數Ra的進給每牙( fz ) ,軸向深度( Ad )和切削速度( Vc) .從主效果圖中可以看出,軸向切深 和切削速度,降低粗糙度值都達到了. 同時,減少進給量,此因素影響大. 據指出,在測試值,比較兩組表面粗糙度是微不足道的. 這就是為什么選擇Rd高值,以減少加工成本. 但是,如果Rd上升,那么表面質量下降,因此接觸面積增加. 這意味著加工難度增加,而且所需銑削次數也隨之增多. 同樣的結果,得到了切削速度Vc. 因此,在目前的研究顯然參數進給量fz必須保持較小,并盡可能減少其他因素達到所需的表面質量. 但是,不便采用較高的要求. 在進一步的研究,我們會繼續研究其他各類普通機械加工工藝為制造模具, 提供相應的適當的加工切削條件。
 
鳴謝
這項初步的研究是一個機械工程的一部分,由西班牙科技部與歐洲地區發展基金會提出”預測毛坯加工模具制造鋼用在高速銑削”項目的科學考察和技術開發, 作者們感謝在巴塞羅那的CIM中心的協作, 同時感謝科勒機械加工貿易公司提出的寶貴意見和對該研究不懈的支持。

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