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铣削刀具加工过程与日俱迎接新挑战

2010年06月29日 10:55中国机床商务网点击:3492

  目前在车间最常见的铣削工序是方肩面铣,这意味这种特殊的棱形金属切削策略在生产效率、可用性和产品质量的改进方面拥有巨大的潜力。在许多需要进行端面、周边和槽的立铣应用中,常能看到方肩面铣的身影。
 
  可以从两个主要方面来提高方肩面铣的切削性能,即达到更高的金属去除率和一次走刀加工生成优良的表面质量。伴随铣削技术的不断发展,现在山特维克可乐满通过推出独特的新型铣削刀具概念将这些必需的加工能力组合到一起,即CoroMill490。

  铣削刀具面临的新挑战

  方肩面铣工序通常采用非常适中的进给率。最新的研究表明,所应用的绝大多数每齿进给率都低於0.12mm。对精加工工序而言,这些进给值尚可接受,但对高性价比的普通工序和粗加工工序来说,则显得有些不足。

  为了实现组合粗加工和精加工刀具(不管是否使用方刀片)的宏大目标,需要提供能够同时生成端面和方肩的全新切削刃。

  在任何多齿铣削刀具中,切削刃的平行锻是生成端面的决定性因素。平行锻必须长於刀具的每转进给量,以确保生成良好的表面质量。使用平行锻会产生的一个问题便是,切削刃吃刀过长会使得切削力增加,这就会导致易於出现振动。於是,如何在没有固有缺点的情况下拥有最合适的平行锻,正是所面临的主要挑战。

  基於刀片中足够大的轴向前角和锋利的切削刃,该解决方案通过这种轻型切削刀具设计进一步得到了发展。剪切明显的基本刀具槽形也预示刀片会以负主偏角进入材料,这样就能确保平稳度和增加强度。

  加工过程与日俱新铣削刀具迎难而上

  在新刀具的开发阶段便有必要综合考虑当前车间的诸多加工趋势,以确保最大化新型概念刀具的效率。例如,在任何刀具的开发阶段,低功率机床主轴的日渐风行以及提高主轴速度和应用更高进给率的趋势,都是至关重要的考量因素。

  从切削的角度来看,小切深是首选,因为工序的切削作用越轻,对机床的损坏程度就越小,并且也适合更低的功率可用性;在车间内,将粗加工和精加工切削组合到一起也是时下追求的目标。此外,在现代生产环境下,尤其要注意的一点是不能容忍毛刺/接刀误差的存在。

  现如今,小切深为车间首选,使用小型机床时也同样。功率限制也是其中一项因素,特别对於ISO锥度30和40加工中心以及部署大多数车铣机床和车削中心来说尤为如此。这有助於明确新一代方肩面铣刀的发展方向。测试结果表明,适合CoroMill490的最大切削深度是5.5mm,并且推荐值为4mm。它为新概念刀具配备方刀片提供了可能,这也奠定了通过精确和安全的刀片定位获得刀片高稳定性以及良好刀具经济性的基础。

  组合能力至关重要

  在开发新型方肩面铣刀概念时,极为关键的一点是将生成高质量平面与方肩表面组合到一起。有些铣削刀具能够切削出高水平的端面或者方肩,但是没有刀具能够同时兼具高精度和高表面质量。此外,为了获得更高的生产效率,就需要将优良的端面和方肩精加工铣削与具有高金属去除率的粗加工工序结合起来,有时一次走刀即可完成加工。

  对许多用户来说,刀具成本与刀具库存一样,也被摆到突出的位置上。方刀片可提供四个切削刃,同样也提供了其中每片刀片最佳切削刃的能力。

  Wiper(修光刃)技术最小化接刀误差

  由山特维克可乐满率先为车削而开发,并且也进一步针对CoroMill490平行锻以及用於方肩切削的刀片切削刃进行了开发。在切削时,带有多个刀片的刀具很容易通过每个刀片锻所产生的过渡而造成一些接刀误差。此外也存在刀具偏斜的问题。切削时所有刀具会出现一定程序的偏斜,并且采用常规平行锻常常会由於留下锋利的过渡刃而对表面质量产生负面影响。

  CoroMill490刀片平行锻的多弧形Wiper(修光刃)设计补偿了切削时的公差和角偏差。这不仅可以最小化任何接刀误差的趋势,且无需进行後续的精加工。

  涂层技术让刀具如虎添翼

  具有正前角槽形的锋利切削刃是轻型切削的关键特性,具有大量平行锻时尤为如此,这样就能通过使用方刀片获得高生产效率、高表面质量和真正90度的方肩。为了在高进给率和高切削速度下获得这种特性,刀片就必须具有很高的强度和耐久性。

  对於CoroMill490,新型PVD涂层牌号GC1030就是答案:该牌号尤其适於小直径应用、不稳定工况、大刀具悬伸以及要求苛刻的刀具切入和切出的情形。

  CoroMill490有大量刀片牌号可供选择,包括CVD涂层和PVD涂层牌号。采用CVD牌号制造的刀片虽然不及PVD牌号制造的刀片一样锋利,但仍然为CoroMill490所采用,这样就能提供更高的切削速度和更长的刀具寿命。例如,GC4230(CVD)是具有耐磨性的通用刀片牌号,针对立铣刀应用优化了切削速度,而GC4240(PVD)则是具有韧性的钢铣削牌号,对这种牌号而言,切削刃韧性是其决定性的参数。
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