銑削加工提高加工技術(shù)水平
方肩面銑在銑削加工中處于重要的位置趟伺,為提高加工的可靠性及質(zhì)量水平栅隐,可將多個(gè)切削功能整合在一起辉懒,提高刀具的通用性,使刀具更大程度地發(fā)揮其作用钱烟;另外根據(jù)加工需要對(duì)刀具進(jìn)行優(yōu)化以及正確地選擇刀具晰筛,也是提升加工性能、提高生產(chǎn)效率的有效方式昆颇。方肩面銑在當(dāng)今銑削工序中所占的比重最大镐怔。同樣,在生產(chǎn)效率侣赘、可靠性以及質(zhì)量水平方面的持續(xù)改進(jìn)也擁有巨大的潛力麦葱。在許多需要進(jìn)行端面、邊緣和槽切削的立銑應(yīng)用中频澜,可以經(jīng)常采用方肩面銑的方式橡宪。幾乎每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的加工車間都或多或少需要執(zhí)行其中某種形式的工序,并且應(yīng)用次數(shù)也在不斷增長(zhǎng)中蛙府。
目前,在改進(jìn)這些銑削工序方面有兩個(gè)主要的方向:一個(gè)是通過(guò)更高的金屬去除率揣交,尤其是在更小的機(jī)床上树聪;另一個(gè)則是通過(guò)一次走刀而獲得更好的表面質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。獨(dú)特的新型銑削刀具即可將這些功能組合到一起殷靖。加工方式正在改變一般來(lái)說(shuō)胡电,在機(jī)床方面,更小的機(jī)床和/或低功率的主軸正在日益增多介劫;高的主軸速度可提供高的切削速度徽惋,機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)更高的進(jìn)給率;刀具室容量突出了對(duì)良好刀具通用性的需求座韵;對(duì)操作員進(jìn)行監(jiān)督的需求也越來(lái)越小险绘。
在操作方面,由于對(duì)機(jī)床有利并且適合低功耗可用性誉碴,因此小切削深度就成為首選宦棺,追求更多組合的粗加工/精加工切削,愈發(fā)要求具有更長(zhǎng)的刀具可達(dá)性黔帕;同時(shí)要求更高的靈活性和更有效的刀具裝夾代咸,盡可能避免毛刺/接刀誤差。當(dāng)為方肩銑刀開(kāi)發(fā)新刀具平臺(tái)時(shí)成黄,在擴(kuò)充已建立的CoroMill系列銑削刀具方面所取得的進(jìn)展和經(jīng)驗(yàn)起到了很重要的作用呐芥。
伴隨著CNC機(jī)床的發(fā)展,這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程已持續(xù)了20年奋岁,其中也出現(xiàn)了許多在不同制造部門中已大幅提升車間加工性能的刀具思瘟。
CNC銑削刀具的發(fā)展CoroMill 290方肩面銑刀集成了多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)荸百,如配有預(yù)淬硬刀體和具有四切削刃的高性價(jià)比方刀片以及利用中心螺釘(在許多要求苛刻的工序中用以提供高強(qiáng)度)確保高精度和改進(jìn)的刀片定位,因此能夠輕而易舉地獲得比先前更好的表面效果春佑。這種90°銑刀從小直徑到大直徑都已成為應(yīng)用非常廣泛的刀具婚咱,能夠獲得相當(dāng)大的切削深度。純粹的面銑包括精加工至鏡面般的表面以及利用高金屬去除率進(jìn)行粗加工栽不,這些功能已組合到一把面銑刀中——CoroMill 245挣徽。利用45°的主偏角,該銑刀即可在高工作臺(tái)進(jìn)給或刀具懸深太長(zhǎng)時(shí)針對(duì)具體走刀來(lái)實(shí)現(xiàn)切削力平衡哲童。
一般來(lái)說(shuō)咙借,可通過(guò)刀片上的修光刃可選項(xiàng)來(lái)免除后續(xù)的工序。在大多數(shù)工件材料中堡酗,此刀具已成為面銑的標(biāo)志脖投。無(wú)論是深還是淺方肩銑削,在刀具方面都有著與眾不同的需求斜兽,90°刀具是必不可少的選擇防苗。
同樣,CoroMill 790代表了一種新的方向帕恩,最初側(cè)重于有色金屬材料的切削谋旦,例如航空航天業(yè)中的鋁翼架。這種刀具具有非常高的金屬去除率屈尼,在進(jìn)行高速切削時(shí)能夠留下高質(zhì)量的方肩表面册着,并且其接刀誤差可以忽略不計(jì)。由于專為獲得輕型切削作用而開(kāi)發(fā)脾歧,因此低功耗要求顯然就是一項(xiàng)有利的特性甲捏。此外,極為安全和高精度的刀片定位也使該刀具適合于坡走銑鞭执、插補(bǔ)銑司顿、大切削深度以及插銑。
立銑刀是最通用的銑削刀具蚕冬,因?yàn)樗軋?zhí)行大多數(shù)工序免猾。CoroMill 390可轉(zhuǎn)位刀片在其推出時(shí)就為刀具類型賦予了新的含義。在這里囤热,90°刀具能夠完成CNC機(jī)床所要求執(zhí)行的所有任務(wù)——即以所有形式出現(xiàn)的現(xiàn)代輕型切削立銑工序猎提,包括高效的可獲得良好表面質(zhì)量的由深到淺的方肩面銑。當(dāng)后續(xù)推出更大的刀片型號(hào)時(shí)旁蔼,不僅限制更少锨苏,甚至從根本上已消除了大多數(shù)限制。
刀片型號(hào)決定了切削參數(shù)能力容厦、切削時(shí)間旺民、刀具壽命嗦府、可靠性以及通用性。
最近推出的新一代涂層硬質(zhì)合金刀具能夠相當(dāng)可觀地提供更高水平的性能阵拜。這不僅使加工車間變得更有競(jìng)爭(zhēng)力肺致,而且滿足了更嚴(yán)格的最終期限要求并獲得更高的質(zhì)量一致性。
新的CVD和PVD涂層刀片允許采用更高的切削參數(shù)稍呛,在其應(yīng)用范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)可靠且更易預(yù)測(cè)的高速切削哈涣。尤其對(duì)于新型方肩面銑,這種牌號(hào)的開(kāi)發(fā)也使采用更鋒利的正前角切削刃來(lái)進(jìn)行更輕邀曲、更精密的切削成為可能勺处,而這絲毫不會(huì)降低刀片強(qiáng)度。
新型方肩面銑刀的組合功能在開(kāi)發(fā)新型方肩面銑刀時(shí)撕拇,關(guān)鍵的一點(diǎn)是將生成高質(zhì)量端表面的能力與方肩表面組合到一起痪酸。有些銑削刀具能夠切削出高水平的端面或者方肩,但是沒(méi)有刀具能夠同時(shí)使兩者達(dá)到精度和表面質(zhì)量俱高的水平豌熄。
由于工業(yè)上對(duì)生產(chǎn)效率最為關(guān)注授嘀,因此,就必須把能夠進(jìn)行優(yōu)良端面和方肩精加工銑削的能力與執(zhí)行高金屬去除的粗加工工序時(shí)所獲得高質(zhì)量的能力結(jié)合起來(lái)锣险。在某些應(yīng)用中也要求把粗加工走刀和精加工走刀組合到一起粤攒。單切削能力兼有高金屬去除率和良好的方肩表面質(zhì)量,在性能方面無(wú)絲毫折衷囱持,而且其功能也有所改進(jìn)。盡管切削刀具成本在所有零件的總生產(chǎn)成本中只占一小部分焕济,但許多用戶卻把刀具成本問(wèn)題和刀具庫(kù)存一起擺到突出的位置上纷妆。
方刀片可提供4個(gè)切削刃,同樣也提供了使每個(gè)刀片具有最佳切削刃的能力晴弃。但是方刀片意味著90°圓角掩幢,并且對(duì)新的高效方肩所要求的能力組合來(lái)說(shuō)其應(yīng)用范圍有限。銑削刀具面臨的新挑戰(zhàn)在開(kāi)發(fā)具有真正90°主偏角的新型高性能銑削刀具時(shí)上鞠,方刀片要求也代表了其中一項(xiàng)挑戰(zhàn)际邻。高精度和消除任何相關(guān)的接刀誤差以及高金屬去除能力都是必需的。
此外芍阎,角精度也必須比現(xiàn)有刀具高出若干倍世曾。通過(guò)依賴現(xiàn)有的CoroMill解決方案以及與此同時(shí)開(kāi)發(fā)全新的概念方向,從而建立了適合新型方肩面銑平臺(tái)的模式冈瞪。涉及制造新型銑削刀具的方法和度量方面的最新研發(fā)已為此提供了支持踏旷。為了實(shí)現(xiàn)組合粗加工和精加工刀具的目標(biāo),并且也為了使用方刀片找仙,因此就需要提供能夠同時(shí)生成端面和方肩的全新切削刃糜谒。此時(shí)必須確立有利的切削作用和高精加工能力链坝。
在任何多齒銑削刀具中,切削刃的修光刃帶都起到至關(guān)重要的作用狸岁,因?yàn)樗巧啥嗣娴臎Q定性因素饿婴。
修光刃帶必須長(zhǎng)于刀具的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量以確保生成良好的表面質(zhì)量。使用修光刃帶的問(wèn)題之一是切削刃吃刀過(guò)長(zhǎng)而增加了切削力泛滔,因此就易于出現(xiàn)振動(dòng)趨勢(shì)和導(dǎo)致更高的功耗以及更高的切削穩(wěn)定性需求腌馒。對(duì)CoroMill 490來(lái)說(shuō),如何在沒(méi)有固有缺點(diǎn)的情況下?lián)碛凶詈线m的修光刃帶就是其面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)削仲∧镎埃基于刀具中擁有足夠大的用于刀片的軸向前傾角以及刀片上鋒利的正前角切削刃,該解決方案通過(guò)CoroMill 490這樣的輕型切削刀具設(shè)計(jì)而從根本上獲得了發(fā)展不恭。剪切明顯的基本刀具槽形也預(yù)示著刀片會(huì)負(fù)進(jìn)入材料叶雹,這就意味著更平穩(wěn)和增加了強(qiáng)度。
刀具精度也有助于該解決方案的執(zhí)行和保證有利的切削作用换吧,尤其對(duì)于精加工更為如此折晦。獨(dú)特的新刀片修光刃帶和刀具特性的成功開(kāi)發(fā)不僅是確保CoroMill 490能力的關(guān)鍵因素,而且也是其獲得每單位功耗最佳金屬去除率的關(guān)鍵因素沾瓦。修光刃技術(shù)該技術(shù)是銑削解決方案的核心部分满着。由于修光刃技術(shù)是由山特維克可樂(lè)滿率先針對(duì)車削而開(kāi)發(fā),因此其也進(jìn)一步針對(duì)CoroMill 490修光刃帶以及用于方肩切削的刀片切削刃進(jìn)行了開(kāi)發(fā)贯莺。在切削時(shí)风喇,帶有多個(gè)刀片的刀具很容易通過(guò)每個(gè)刀片刃帶所產(chǎn)生的過(guò)渡而生成一些接刀誤差。
此外也存在刀具偏斜的問(wèn)題缕探。切削時(shí)所有刀具會(huì)出現(xiàn)一定程序的偏斜魂莫,并且采用常規(guī)修光刃帶常常會(huì)由于留下鋒利的過(guò)渡刃而對(duì)所生成的表面帶來(lái)負(fù)面的影響。CoroMill 490刀片修光刃帶的多弧形修光刃設(shè)計(jì)補(bǔ)償了公差和進(jìn)行切削的角偏差爹耗。這不僅最小化了任何接刀誤差的趨勢(shì)耙考,而且同時(shí)改進(jìn)了端面和方肩表面的精度。
在方肩上通過(guò)不同的走刀或在端面上通過(guò)不同的刀片所生成的表面之間劣秦,現(xiàn)在能夠達(dá)到幾乎一樣的效果王菲,而以往這還需要進(jìn)行其他的精加工。
利用刀片牌號(hào)進(jìn)行優(yōu)化具有正前角槽形的鋒利切削刃是輕型切削特性的關(guān)鍵所在蔼邓,并且在具有大量修光刃帶時(shí)尤為如此羽矮,這樣就能通過(guò)使用方刀片獲得高生產(chǎn)效率、高表面質(zhì)量和真正90°的方肩侨懈。另外卷俱,為了在高進(jìn)給率和高切削速度條件下獲得這種特性,刀片就必須具有很高的強(qiáng)度和耐用性。通過(guò)開(kāi)發(fā)新一代刀片牌號(hào)即可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)百郊。
對(duì)CoroMill 490來(lái)說(shuō)鞭玩,新的PVD涂層牌號(hào)GC1030為適合的刀片槽形提供了主要的刀具材料,并在隨后成為這些材料的首選捉为。該牌號(hào)尤其適合于小直徑應(yīng)用离览、不穩(wěn)定工況、大刀具懸深焚趴、要求苛刻的刀具進(jìn)出以及小刀具吃刀限番,在方肩面銑工序中所有這些不利情形通常都會(huì)遇到。根據(jù)切削的具體性質(zhì)呀舔,某些工序?qū)⒉豢杀苊獾匦枰M(jìn)行優(yōu)化弥虐。由于牌號(hào)的不同特性,可能會(huì)出現(xiàn)CVD涂層牌號(hào)比PVD牌號(hào)更適合的情形媚赖。CVD牌號(hào)的刀片雖然不及PVD牌號(hào)一樣鋒利霜瘪,但仍然為CoroMill 490所采用,這樣就能提供更高的切削速度和更長(zhǎng)的刀具壽命惧磺。
尤其在刀具直徑和吃刀量較大并且熱相關(guān)磨損威脅到切削刃的工序中更為如此颖对。GC4230是適合立銑刀應(yīng)用的切削速度優(yōu)化器,同樣它也是非常耐用的通用刀片牌號(hào)磨隘,而GC4240則是非常堅(jiān)固的鋼銑削牌號(hào)缤底,對(duì)這種牌號(hào)來(lái)說(shuō),切削刃韌性是其決定性的參數(shù)番捂。利用刀片槽形進(jìn)行優(yōu)化方肩面銑工序通常采用非常適中的進(jìn)給率个唧,當(dāng)進(jìn)給值直接影響到金屬去除率時(shí)就會(huì)影響生產(chǎn)效率。近來(lái)的研究表明设预,所應(yīng)用的絕大多數(shù)每齒進(jìn)給率都低于0.12mm坑鱼。
對(duì)精加工工序來(lái)說(shuō),這些進(jìn)給值還可接受嘀吨;但對(duì)目前高性價(jià)比的普通工序和粗加工工序來(lái)說(shuō),則顯得有些不足耕疟。已開(kāi)發(fā)的CoroMill 490是一種低功耗刀具淮晓,能夠提供很高的金屬去除率(每齒進(jìn)給率可高達(dá)0.22mm)。同時(shí)這種刀具還能夠在獲得精細(xì)切屑厚度的情況下進(jìn)行高精度精加工銑削(每齒進(jìn)給率可低至0.05mm)上互。為了優(yōu)化其寬廣的應(yīng)用范圍睹揍,我們提供了3種不同的刀片槽形(L、M和H)匀冈。
H槽形適合于一系列較大的每齒進(jìn)給值责某。這種堅(jiān)固的切削刃足以應(yīng)付包括厚切屑的重載切削,這使得CoroMill 490成為輕型切削的粗加工刀具郁秦。
L槽形刀片可將CoroMill 490改造成強(qiáng)大的精加工刀具喘茵,能夠提供更高水平的方肩面銑質(zhì)量浩淹,這對(duì)可轉(zhuǎn)位刀片刀具來(lái)說(shuō)絕無(wú)僅有。配有M型刀片槽形的CoroMill 490具有通用的能力丈轻,因此井辜,在任何必須要銑削各種端面、方肩管闷、邊緣甚至槽的數(shù)控機(jī)床上粥脚,它都應(yīng)該在其刀具室中占據(jù)突出的位置,每齒進(jìn)給范圍覆蓋了中間的通用范圍包个。
由于組合了多種可能性刷允,既有不同的刀片槽形和牌號(hào),也有銑削刀具每齒進(jìn)給的變化碧囊,因此CoroMill 490就能夠提供非常廣的應(yīng)用范圍树灶,并成為提升加工性能的最佳替代選擇。更小的切削深度目前呕臂,通常在車間加工零件時(shí)需要更小的切削深度破托,當(dāng)然這也是使用多數(shù)較小機(jī)床所必須做到的。
而與之相反歧蒋,其發(fā)展趨勢(shì)是更高的進(jìn)給率和更高的切削速度土砂。功率限制也是其中一項(xiàng)因素,特別對(duì)于ISO錐度40和30加工中心以及對(duì)大多數(shù)多任務(wù)機(jī)床和車削中心來(lái)說(shuō)尤為如此谜洽。
當(dāng)今機(jī)床的更高速度和進(jìn)給也意味著能夠更為高效地使用小直徑(25~80mm)刀具并通過(guò)重復(fù)走刀來(lái)切削方肩和端面糕加。這樣的背景有助于為新一代方肩面銑刀設(shè)置發(fā)展方向。
結(jié)果表明囱叼,適合CoroMill 490的最大切削深度是5.5mm烂多,并且推薦值是4mm。這為新刀具概念配備方刀片提供了機(jī)會(huì)沟乘,也是通過(guò)精確和安全的刀片定位獲得刀片高穩(wěn)定性以及良好刀具經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)盒酷。CoroMill 490已優(yōu)化了刀片支撐點(diǎn),并將其沿著刀座邊緣盡可能遠(yuǎn)離放置伟铸,從而就能把切削力的影響降到最低迟书,因?yàn)檫@種切削力很容易使刀座上的刀片出現(xiàn)移動(dòng)。
選擇正確的方肩面銑刀
使用方刀片銑刀的主要限制是無(wú)法進(jìn)行軸向切削厘沉,特別是對(duì)于型腔加工來(lái)說(shuō)尤為如此伴罢。為了執(zhí)行這些工序,在軸向周圍(刀具切削刃四周)就需要有足夠的刀體端隙护丢。CoroMill 490也不例外挚性,除圓弧插補(bǔ)、鏜削和某些輪廓銑削受到限制之外,軸向進(jìn)給也無(wú)法提供烫扼。在這方面曙求,已被廣泛接受的CoroMill 390很好地補(bǔ)充了CoroMill 490刀具的不足,從而能夠執(zhí)行許多其他的立銑工序材蛛,例如坡走銑圆到、圓弧插補(bǔ)、插銑以及深輪廓銑卑吭。CoroMill 390每個(gè)刀片具有兩個(gè)切削刃芽淡,能夠加工出更大的切削深度并擁有大圓角半徑刀片選項(xiàng)。
隨著多年的發(fā)展豆赏,現(xiàn)在它已發(fā)展成應(yīng)用范圍很廣的產(chǎn)品系列挣菲,能夠在各種材料和工業(yè)部門中用于大量的不同工序。CoroMill 390可提供CoroMill 490無(wú)法提供的功能掷邦,同樣CoroMill 490也能提供相當(dāng)多的CoroMill 390不具備的功能白胀。選擇哪種方肩面銑刀或立銑刀基本上可究根至其工作特性,但是當(dāng)這些特性針對(duì)CoroMill 490的參數(shù)而逐一落實(shí)時(shí)抚岗,為了最佳化性能或杠、加工結(jié)果以及可預(yù)測(cè)性就必須將其作為首選。借助第一把基于新型方肩面銑平臺(tái)的刀具和新一代刀片牌號(hào)研矗,就使銑削向前跨進(jìn)了一大步赵溢,從而在提高CNC銑削領(lǐng)域(其中每年都在快速增長(zhǎng))的切削競(jìng)爭(zhēng)力方面提供了新的潛力。
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