說來也怪聋芹,一把能夠切削金屬的刀具會(huì)是脆弱的忠烛,稍不留神往工作臺(tái)上一放竟然折斷了概耻。但是,這個(gè)說法適合于在小零件(如醫(yī)療元件)上加工孔西采、槽等特征所使用的非常小的鉆頭和端銑刀凰萨。為了有效地加以使用,這些刀具在使用過程各自需要考慮周到眠便,而“小心呵護(hù)”是首要的考慮笤碍。
Niagara Cutter (紐約州阿姆赫斯特)是提供一系列微型刀具的刀具公司之一,Niagara公司的工程經(jīng)理Dennis Noland稱其便,使用φ0.005英寸端銑刀時(shí)肘抒,“只要手觸摸的方式不對(duì)配赊,就會(huì)把它弄斷∪胃校”
然而积苞,訓(xùn)練有素的車間可以相當(dāng)順利地使用這些刀具,柔和的操作必須從切口以外持續(xù)到切口以內(nèi)乳吉。言下之意这疟,連輕微的碰撞也必須避免。例如醋躏,必須使用無接觸式刀具測(cè)量并嚴(yán)格控制徑向跳動(dòng)和振動(dòng)虹婿。
Noland稱,“TIR(總指示器讀數(shù))變得非常關(guān)鍵擒买〕”主軸和刀夾中心必須達(dá)到嚴(yán)格的同心度。在其它場(chǎng)合下蜈缤,TIR測(cè)量0.0005英寸似乎是多余的拾氓,可是在刀具本身直徑只有0.020英寸的情況下,即使這樣小的徑向偏差也變得非常大了底哥。最大容許徑向跳動(dòng)最多不過0.0002英寸咙鞍,甚至可能只有它的一半。
同心度要求如此苛刻趾徽,確實(shí)需要高質(zhì)量的刀夾续滋,但不一定需要專用刀夾。這些小直徑刀具通常有1/8英寸的柄孵奶,因此可以使用標(biāo)準(zhǔn)刀夾疲酌。套筒夾頭可能有效,熱壓配合也許更好了袁。
欲速不達(dá)
下一個(gè)考慮是速度朗恳。即使主軸在其它用途中轉(zhuǎn)速相當(dāng)快,比方說12,000 rpm早像,也會(huì)把小直徑刀具限制在令人痛苦的最低切削速度益侨。例如暇寸,0.020英寸的刀具可以裝在這樣的主軸上著平,但切削速度頂大不過63sfm(19m/min)。
Mike Tibbet是Kyocera Tycom微型刀具制造公司的高級(jí)開發(fā)工程師庸磅。他說枝捷,小型銑刀和鉆頭達(dá)到高速度的一個(gè)方法是為了這些微小的刀具而采用一個(gè)附加高速主軸。附加主軸的轉(zhuǎn)矩要求小奋完,因此可以是氣動(dòng)的宽藏。為了加工比較硬的金屬慰适,也可以采用電動(dòng)附加主軸。Tibbet一般推薦主軸速度80,000 rpm闺撩。
他說饺斧,主軸徑向跳動(dòng)以及機(jī)床總剛度和緊密度,都屬于加工車間為其生產(chǎn)設(shè)備考慮微型刀具時(shí)應(yīng)該著眼的特征之列娩鬼。另一個(gè)需要考慮的重要方面是冷卻液過濾以及加工車間一般能夠保持的冷卻液清潔程度读囤。冷卻液的細(xì)小微粒可以對(duì)微型工具產(chǎn)生較大的影響佣盒。
Tibbet還建議微型刀具的忠實(shí)用戶使用變焦透鏡照相機(jī)進(jìn)行過程監(jiān)視挎袜,因?yàn)槲⑿凸ぞ咴谇邢鲿r(shí)不會(huì)發(fā)出聽得見的聲音,而且切削過程是肉眼看不到的肥惭,所以這些刀具對(duì)故障排查很成問題盯仪。一旦因失誤引起刀具折斷,相同的錯(cuò)誤也許注定要不斷地發(fā)生蜜葱。但是如果使用一個(gè)放大倍數(shù)可觀的照相機(jī)全景,就可以像采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的刀具似的,對(duì)加工過程進(jìn)行觀察笼沥。Tibbet稱蚪燕,“這種觀念的意思是,只要放大到足夠的程度奔浅,微型工具就不再是微型工具了馆纳。”
言過其實(shí)
如果說每個(gè)刀具屬性都可以按比例縮小汹桦,那可真是言過其實(shí)鲁驶。Niagara公司Noland謹(jǐn)慎地指出,涂層是增強(qiáng)現(xiàn)代化切削刀具性能的一個(gè)要素舞骆,但是通常無法應(yīng)用于微型刀具憾顿。他說:“我們一般不給這些刀具附加涂層,除非用戶專門提出要求相彼〔蜓校”
原因與幾何尺寸有關(guān),在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的刀具上阔踢,PVD涂層的厚度是可以忽略的允逝,但是當(dāng)?shù)毒咧睆街挥?.010英寸時(shí),PVD涂層的厚度就太大了蛋昙,它使刀刃變成了圓弧宵绒。弧形刀刃易于摩擦零件表面孙已,因此在這樣的比例下涂層很可能有礙于刀具的性能蜡镶,而不是有幫助姜胖。
術(shù)語:鉆深孔
Kyocera Tycom公司Mike Tibbet稱牲耐,應(yīng)用小直徑刀具加工深孔的能力正在改進(jìn)内舟,在一個(gè)應(yīng)用中萌丈,該公司開發(fā)了φ0.020英寸鉆頭赋焕,在鈦合金上鉆0.750英寸深的孔榜揖。
該微型鉆頭的直徑僅有0.002英寸
他說渠缕,發(fā)熱對(duì)這樣的用途來說是一個(gè)挑戰(zhàn)摹闽。在微加工中,發(fā)熱致使切屑不斷開的現(xiàn)象(大多數(shù)加工過程試圖利用的一種效應(yīng))一般是無法實(shí)現(xiàn)的褐健,因?yàn)榍行疾粔虼蟾堵埂崃窟M(jìn)入刀具而不是由切屑帶走,而且切削工藝不得不顧及這一點(diǎn)蚜迅。
微鉆削加工的解決辦法是久經(jīng)考驗(yàn)的鉆孔技巧——啄式鉆孔舵匾,頻繁地將鉆頭從孔中抽出并讓它停頓1秒鐘左右,也就是剛好加冷卻液使鉆頭冷卻下來谁不。
術(shù)語:銑深槽
不是每個(gè)小直徑刀具都用來加工小零件坐梯,有些用來加工較大零件的小特征,比如在模具上銑深槽刹帕,不然的話這些槽大概需要通過EDM加工吵血。
刀具制造商OSG Tap & Die (伊利諾斯州格倫代爾高地)制造專門適合于這個(gè)用途的端銑刀。據(jù)工程經(jīng)理David Kwon所說偷溺,協(xié)調(diào)刀具的剛度與排屑間隙的關(guān)系是這類刀具的首要難題蹋辅,他說,特殊微細(xì)晶粒硬質(zhì)合金是使這種刀具得以制造的部分原因娱陈。
這個(gè)OSG樣件銑出了2mm寬挥疲、12mm深的槽
微小槽銑刀的長(zhǎng)度/直徑比在增加,刀具發(fā)生撓曲變形的危險(xiǎn)也在增大雳誉。為此饼贰,Kwon建議在銑深槽時(shí)按順序使用一組銑刀。例如各祠,可以用三個(gè)不同長(zhǎng)度的銑刀加工一個(gè)特別深的槽酌尔。比較短而不易彎曲的刀具可以進(jìn)行切削力較大、速度較快的粗切渺纯,然后跺榆,只有最深的一段槽需要使用比較精細(xì)的切削參數(shù),這樣作對(duì)預(yù)防最長(zhǎng)的刀具發(fā)生撓變是必要的备饭。
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