在高性能切削中,五種能提升切削刀具性能的方法已經(jīng)顯著改善了切削刀具的經(jīng)濟性≡智埃縮短刀具供貨時間并提高其質(zhì)量還能使用戶獲得更大的收益趴拧。

目前切削刀具除去其自身功能以外而被作為“合理化工具”的應(yīng)用正不斷提升其經(jīng)濟性。這得益于不斷進行的多方面的刀具開發(fā),而不是僅僅通過孤立的性能優(yōu)化來實現(xiàn)懈费。例如,僅通過延長刀具使用壽命——通常采用當今廣泛沿用的膚淺評價標準——來降低加工成本的作用相對有限计露。

具有不同螺旋線升角的銑刀較大軸向進給量情況下的低振動銑削:多功能帶柄銑刀"DHC"能進行粗加工和精加工

生產(chǎn)工程中的整體平衡對于切削刀具,尤其與HPC(高性能切削)相匹配的切削刀具,所產(chǎn)生的影響也不能僅僅歸因于切削時間的急劇上升。其實HPC更多的是作為單個措施帶來收益憎乙。只有在全面考察所有單個措施之后才能得出刀具的真實性能參數(shù),而下面的每一個措施都能不斷優(yōu)化其性能:

◆將使用壽命提升1500%票罐；

◆擺脫不穩(wěn)定比例關(guān)系的影響,減小切削過程中的振動；

◆將每齒進給量提高500%泞边；

◆將切削時間提高超過200%颖喧；

◆在粗加工中獲得精加工的精度并提升刀具的多功能性；

如何利用大功率切削中的自由增長能量顾惹？

這五個性能優(yōu)化措施的整體平衡能顯著提高各技術(shù)優(yōu)勢帶來的經(jīng)濟性铅坚。用戶可以明顯地感受到縮短供貨時間和提高刀具質(zhì)量所帶來的收益。

技術(shù)飛躍的前提是需要解決下面的所有問題,這些都是由LMT(LeitzMetalworkingTechnology)在其進行全面技術(shù)革新項目的開始階段所提出的:

HPC應(yīng)用范圍在很多實例中,HPC刀具的實際功率并得到未充分利用,這也是一個值得關(guān)注的潛在改進方向厉亥。

如何降低刀具對加工過程中其他部分(機床兰斑、工件和夾具)產(chǎn)生的靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)方面的作用,從而降低這些作用力并同時利用大功率切削中潛在的能量诊势？

解決這些問題的有說服力的方案的出發(fā)點是切削角“調(diào)整螺栓”、切削力分配和切削策略质圾。LMT集團最新的硬質(zhì)金屬基材和涂層,以及現(xiàn)代化的裝夾技術(shù)為通過最高科技水平來實現(xiàn)加工目的提供了必要的框架概念荔闭。

具有盡可能大切削前角和切削螺旋角的刀具幾何形狀

下文所述的五種顯著提高HPC性能解決方案中的第一種以新的刀具幾何形狀為基礎(chǔ),即具有盡可能大的切削前角和切削螺旋角(以不影響切削穩(wěn)定性為前提)。

LMT集團Kieninger公司開創(chuàng)了一種名為Lahr的全新方法,即采用由球面和螺旋形切削結(jié)構(gòu)組成的硬質(zhì)金屬刀片WPR-AR(APApplicationRoughing)棋蒂。這種新式刀片與沒有螺旋形切削結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤刀片WPR-16-CF相比,能帶來性能飛躍:刀具壽命提高了1680%毒沥。這個數(shù)值是經(jīng)過使用直徑16mm的帶柄刀具按照以下條件對材料1.2344進行銑削而獲得的:

切削速度Vc=326米/分,轉(zhuǎn)速n=6500轉(zhuǎn)/分,每齒進給量fz=0.2毫米,進給速度Vf=2500毫米/分,ap=3毫米,ae=4毫米。

刀具使用壽命因此由20米提高到了337米拗疯。

配備兩把可轉(zhuǎn)位刀片進行切削加工

十二級臺階狀分段式刀刃可以很清楚地展示“MultiEdge4X”可轉(zhuǎn)位刀片的刀刃幾何形狀特性擒蝎。

HPC的第二種解決方案依靠引入低振動切削(LVC,lowVibrationCutting)來實現(xiàn)。這種創(chuàng)新切削策略的原理是分段完成端面切削和使用刀具上兩把位置不同的可轉(zhuǎn)位刀片來完成圓周切削消玄。這樣的“分段切削方式”能在相對較短的切削長度上產(chǎn)生相對較大的切屑,從而降低振動和切削力,并且能兼顧不穩(wěn)定情況從而獲得相當穩(wěn)定的切削過程跟伏。

下面是切削工具的低振動實例:用一把63毫米直徑的銑刀和六個可轉(zhuǎn)位刀片加工52號鋼工件,總懸臂長度為280毫米,切削條件如下:Vc=160米/分,n=1000轉(zhuǎn)/分,fz=0.4毫米,Vf=1900毫米/分,ae=20毫米,ap=3毫米。這種可以節(jié)省切削力和提高切削質(zhì)量的分段切削方法,正如LMT公司所使用的可轉(zhuǎn)位刀片銑刀——黑色表面帶潤滑的“TwinCutVario”刀具——取代了一體式的帶柄刀具翩瓜。在具有潤滑的全硬金屬帶柄銑刀“DHC”(可變螺旋線銑刀,圖1)的實例中,選擇不同的螺旋線節(jié)距進行銑削會產(chǎn)生不同截面積的切屑受扳。通過這種方式就可以有效抑制簡諧振動(同步共振),從而提高刀具和整個加工過程的穩(wěn)定性,最終獲得最小粗糙度的切面。此外,使用高性能刀具還能給制造過程帶來更薄的壁厚,正如在飛機制造中整體結(jié)構(gòu)件所要求的那樣兔跌。這種方法對于獲得良好的表面質(zhì)量勘高、較大的測量和成型精度的經(jīng)濟性具有重要意義。

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