從設(shè)計(jì)角度乐设,為滿足客戶螺紋銑刀應(yīng)用需要叽渡,有許多因需要考慮以決定螺紋銑刀最佳設(shè)計(jì)盅妹,機(jī)夾式贡金,整體硬質(zhì)合金直槽螺紋銑刀壕归,整體硬質(zhì)合金螺旋槽螺紋銑刀。現(xiàn)在衅侥,問題是從當(dāng)前設(shè)計(jì)/生產(chǎn)中癞季,哪一種是最適合您的應(yīng)用場合,最具有加工成本優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)效率最高倘潜。 本文目的绷柒,我們不討論關(guān)于上面的應(yīng)用選擇問題,假設(shè)客戶已經(jīng)選擇并認(rèn)為涮因,對(duì)客戶的應(yīng)用場合辉巡,機(jī)夾刀片式螺紋銑刀是最有效率的。本文的目的是討論為滿足客戶的應(yīng)用蕊退,哪些是機(jī)夾式螺紋銑刀的重要設(shè)計(jì)要素郊楣。
當(dāng)然,降低加工成本瓤荔,提高生產(chǎn)效率是客戶所要求的净蚤。對(duì)于客戶具體應(yīng)用,需要多長加工時(shí)間输硝,從刀具方面今瀑,可達(dá)到的加工時(shí)間建議,螺紋加工表面質(zhì)量是否很重要点把?用這把螺紋銑刀在零件上加工多少個(gè)螺紋孔橘荠,零件材料是什么?刀具費(fèi)用是多少及使用時(shí)間氢碰?
也許最便宜的刀具并不是加工成本最低和效率最高的克酿,客戶當(dāng)前所用的刀具也并不是對(duì)最適合客戶應(yīng)用場合最優(yōu)化的刀具颅唇。
所有上述因素將是高生產(chǎn)率的部分定義因素,通用行是 “可應(yīng)用于許多場合”限匕,專用性 “針對(duì)特殊的應(yīng)用場合西练,任務(wù)或目的”。我們?yōu)榫唧w需求而評(píng)估螺紋銑刀困荤,即評(píng)估哪一特性具有優(yōu)先性——通用性還是專用性然板?這把刀具僅適合此應(yīng)用或其它應(yīng)用?或此應(yīng)用場合需要我們使用更優(yōu)化設(shè)計(jì)的專門刀具捎鹤?
根據(jù)應(yīng)用場合秃标,為了設(shè)計(jì)出最好的螺紋銑刀,我們應(yīng)考慮什么是刀具主要設(shè)計(jì)因素亡荞?
要加工的螺紋直徑和螺紋銑刀直徑的關(guān)聯(lián)性教九。
螺紋標(biāo)準(zhǔn)形狀——我們要加工的螺紋標(biāo)準(zhǔn)形狀,包括螺距/導(dǎo)程和螺紋長度芯勘。
生產(chǎn)要求——每天/月/年要加工的螺紋數(shù)量。
要加工螺紋的零件材料腺逛。
螺紋銑刀的排屑槽數(shù)/安裝刀片的刀片槽/安裝的刀片數(shù)量
刀片的剛性設(shè)計(jì)/夾持刀片的剛性
中心冷卻能力及何種冷卻液的穿透能力荷愕,是直接穿透刀體,還是設(shè)計(jì)在派屑槽處棍矛?
機(jī)夾螺紋銑刀的刀體直徑
刀體直徑的確定影響刀具的通用性安疗,同時(shí)也影響對(duì)具體應(yīng)用場合時(shí)刀體的剛性。我們可以選擇非常小的刀體直徑够委,它可以適合很多具體應(yīng)用場合荐类,但對(duì)于將來,大直徑螺紋的加工應(yīng)用場合茁帽,我們可以采取大直徑的刀體玉罐,可優(yōu)化加工參數(shù),提高生產(chǎn)率潘拨。另一方面,對(duì)于螺紋銑刀吊输,在編程中的每分鐘轉(zhuǎn)速,是根據(jù)刀片材質(zhì)/涂層的允許線速度來決定的铁追,刀體直徑小季蚂,刀具轉(zhuǎn)速就高,相反溺硼,刀體直徑大肥刻,刀具轉(zhuǎn)速就低。
螺紋形狀及標(biāo)準(zhǔn)邪涕,生產(chǎn)要求和加工螺紋的材料
這些因素關(guān)系到刀具懸長 “系統(tǒng)”——所有設(shè)計(jì)因素茄溢,一般來講哩敞,越“通用性”的設(shè)計(jì),將可適用更多的螺紋標(biāo)準(zhǔn)演侍,形狀和被加工材料哼狰,加工時(shí)間將增長,越“專用”的設(shè)計(jì)色递,對(duì)具體應(yīng)用則越好痊追。
排屑槽數(shù)/刀片數(shù)
螺紋銑刀的進(jìn)給計(jì)算單位為毫米/分鐘(mm/min)或英寸/分鐘(In/Min),此計(jì)算使用轉(zhuǎn)速(r/min)和鐵屑載荷 (每刀片進(jìn)給/每個(gè)排屑槽)粪趋。有了轉(zhuǎn)速蛆狱,鐵屑載荷和排屑槽數(shù)/刀片數(shù),我們可以計(jì)算進(jìn)給速度磺浙,因此洪囤,越多排屑槽,總進(jìn)給就越快撕氧,其結(jié)果為加工零件的時(shí)間就降低瘤缩。
舉例說明:
M20×2.0,中碳鋼伦泥,使用刀體為1個(gè)排屑槽/1個(gè)刀片剥啤,刀具刃口處直徑為17 mm(0.67")。刀具制造商建議線速度和進(jìn)給量是140m/min(460 ft/min) 和0.15mm/齒 (0.006"/齒)不脯。編程計(jì)算顯示府怯,切削時(shí)間約為10秒,使用2,620r/min的轉(zhuǎn)速和60mm/min(2.34in/min)的進(jìn)給速度防楷。
使用兩個(gè)排屑槽/兩刀片的刀具牺丙,線速度和單刃進(jìn)給相同,進(jìn)給速度增加到120mm/min(4.68in/min)加工時(shí)間將約為4.7秒——降低50%复局!
刀片設(shè)計(jì)和夾持方法
簡單的說冲簿,刀體的這一部分是需要加工成本最高的地方,在將來的生產(chǎn)中是主要的影響因素:
刀片厚度——在初始的價(jià)格中是影響成本的最大因素 屏糊,刀片越薄砍篇,成本越低,但剛性越差谁班。刀片越厚笛蛋,當(dāng)然成本就高,但刀片的剛性增加诊乐。
刀片長度——越長绢拓,成本越高,但更重要的是刀片長度將影響生產(chǎn)率。
刀體能安裝的刀片數(shù)量——將根據(jù)工作需要來決定安裝多少刀片——“裝載”刀體上的成本.
刀片裝夾方法——需要具有較好的夾持刀片剛性然怕,同時(shí)保持刀體的整體性岸零。
冷卻液流通能力和通路設(shè)計(jì)
刀體具有內(nèi)冷能力的好處是無庸質(zhì)疑的。在螺紋銑刀中鱼灶,刀具是旋轉(zhuǎn)的竞蹲,刀具的轉(zhuǎn)速 RPM將是很高的 ,高轉(zhuǎn)速中離心力將妨礙外部冷卻液的進(jìn)入信高,如果冷卻液能通過刀體中心將對(duì)很多場合的應(yīng)用帶來好處闸衫,如垂直的盲孔. 冷卻液進(jìn)入刀體,將撞擊加工孔的底部诽嘉,并向上蔚出,向外,給刀具提供冷卻虫腋,潤滑和幫助排屑骄酗。對(duì)中心內(nèi)冷設(shè)計(jì)的限制是對(duì)通孔的應(yīng)用場合.因?yàn)槔鋮s液將不能送到我們所需要的地方 – 刀尖.另一個(gè)有影響的應(yīng)用是在臥式加工中心上的工作,由于重力影響悦冀,總是把冷卻液拉到孔的下半園趋翻。因此,冷卻液的變化盒蟆,將對(duì)刀具沿孔做圓周運(yùn)動(dòng)有不同的影響踏烙。
縱上所述,刀具具有通用性和生產(chǎn)效率之間的矛盾茁影,同時(shí)滿足是很困難的,是否有較好的折衷方案丧凤?
MiTM——多排屑槽機(jī)夾螺紋銑刀
最近募闲,螺紋加工技術(shù)世界級(jí)領(lǐng)導(dǎo)者之一,以色列瓦格斯公司(Vargus晰奉,LTD)已找到了高效螺紋銑刀的設(shè)計(jì)解決方案嘱庸,并把這一創(chuàng)新產(chǎn)品加入到她本已經(jīng)較長的螺紋銑刀產(chǎn)品線。 MiTM機(jī)夾螺紋銑刀產(chǎn)品線以多排屑槽措抒,機(jī)夾螺紋銑刀著稱滥尉。這一新的產(chǎn)品線刀體.具有一定的通用性 ,但同時(shí)支持客戶對(duì)高生產(chǎn)率精克,降低加工成本的要求昼反。
新設(shè)計(jì)的一些特點(diǎn)如下:
每個(gè)刀具有多個(gè)派屑槽,實(shí)現(xiàn)快速切削硅魁。
刀體直徑最小 17mm (0.67")
長的刀片以適應(yīng)深螺紋孔塔奋。
刀片兩面可用。
極好的穩(wěn)定性。
通用刀體柄部尺寸醇帅。
機(jī)夾刀片式醒囊。
兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刀片涂層材質(zhì),非常適合不銹鋼加工和一般用途
刀體可以安裝多個(gè)刀片或只裝一個(gè)刀片隐听。
冷卻液通過刀體通熄,從排屑槽處噴出 。
讓我們看看當(dāng)考慮通用性和高效率原則時(shí)找都,新的機(jī)夾螺紋銑刀家族與上述設(shè)計(jì)元素之間的聯(lián)系. 當(dāng)你看MITH刀體時(shí)——現(xiàn)在唇辨,這八個(gè)刀體分成4 組,每一個(gè)都有共同的柄部直徑——25mm或1inch(英寸)檐嚣。
在這4組里助泽,每一組內(nèi),有兩個(gè)不同刀體嚎京,其最大螺紋加工深度不同嗡贺。MiTM家族設(shè)計(jì)為獲得最大剛性,但并不限制通用性鞍帝,因?yàn)槊恳粋€(gè)刀體可適合較大范圍的螺紋加工诫睬。同組刀體不同的螺紋加工深度為客戶提供了針對(duì)具體應(yīng)用最穩(wěn)定的刀體. 另外, MiTM產(chǎn)品線提供了最大數(shù)量的排屑槽帕涌,使加工進(jìn)給成倍提高摄凡。
對(duì)于通用性來講,并不是所有刀片槽/排屑槽都必須安裝加工刀片蚓曼,如果在小批量生產(chǎn)中蘑慕,可裝入一片加工刀片,其它刀片槽裝入 “平衡片”价烘。這些 “平衡片” 可保持刀體加工穩(wěn)定性并可防止鐵屑傷及刀片槽.
這一選擇增加了刀體的通用性蕊欣,降低了在小批量生產(chǎn)中的刀具成本,但仍保持刀體具有多排屑槽/刀片槽稻漏,當(dāng)有大批量生產(chǎn)時(shí)愈秕,裝入多個(gè)加工刀片,可實(shí)現(xiàn)高效率的加工俗运。
伴隨著高剛性刀片設(shè)計(jì)言盼,刀體上的刀片槽可能較弱,但MITM刀片是針對(duì)需要設(shè)計(jì)的帜贝,所以刀體上的刀片槽 在長度方向較短筐成,以保持螺紋銑刀刀體有足夠的剛性,同時(shí)示谐,對(duì)刀片增加了厚度馅溉,以使硬質(zhì)合金刀片有較好的剛性缔类。厚的刀片可使設(shè)計(jì)工程師在刀片的兩面設(shè)計(jì)螺紋形狀——若在刀片形狀上做出斜度,產(chǎn)生后角劲阎,則刀片只能有一個(gè)加工刃口绘盟。有兩個(gè)刃口的刀片,客戶加工成本會(huì)分?jǐn)偯跸桑瑫r(shí)龄毡,刀片強(qiáng)度也增加。
由于刀片厚且強(qiáng)度高锡垄,它比采用薄的刀片可設(shè)計(jì)得更長沦零,這樣,這樣一來增加了通用性货岭,也更適合較深螺紋的加工路操。
觀察刀片夾持系統(tǒng),你會(huì)發(fā)現(xiàn)千贯,MITM采用多螺釘垂直夾緊刀片屯仗,把刀片拉入刀片槽,同時(shí)提供了最大的夾持力,并保持了刀體的整體剛性搔谴。一個(gè)高剛性的刀體系統(tǒng)魁袜,一個(gè)強(qiáng)度較高的刀片,可使刀具使用更大的進(jìn)給逸渤,它直接影響到你的加工成本底線——更短的加工時(shí)間和更低的螺紋加工成本筛毡。
通過使用兩種標(biāo)準(zhǔn)刀片材質(zhì)和涂層,刀片庫存可最小化骂间。并能滿足各種加工要求敢铲。 VBX是TiCN涂層,主要用于加工鋼材和通用工作伞买;VTX是TiAlN涂層——此材質(zhì)及涂層具有非常好的抗高溫性能垮软,適合不銹鋼和高溫合金材料的加工。
冷卻液通過能力——特別是當(dāng)?shù)扼w直徑與被加工的螺紋直徑相差不大 (刀具直徑>0.7×螺紋直徑)窟潜,在螺紋銑削過程中筒啄,鐵屑的排出變成一個(gè)非常重要的因素鱼催。正如上面提到翅栖,內(nèi)冷在大多數(shù)場合都會(huì)帶來好處,但在有些情況见毒,可能沒關(guān)系谅褪。如在加工通孔時(shí),慣穿刀具中心吴攒,軸向內(nèi)冷對(duì)加工及排屑一點(diǎn)幫助都沒有张抄。
新的MiTM產(chǎn)品線提供中心冷卻能力,向排屑槽/刀片斜向噴出——冷卻液正好噴向刀具最需要的地方,刀片切削刃口. 這在螺紋銑削過程中最大限度地幫助鐵屑排出署惯,提供最大限度的冷卻和潤滑左驾,這也使刀具可獲得最大切削線速度和進(jìn)給。
最后极谊,任何螺紋銑削操作將依靠CNC程序,為此诡右,VARGUS公司已經(jīng)開發(fā)了一個(gè)界面友好,自動(dòng)編程的輔助系統(tǒng)——“TM GEN轻猖,螺紋銑削專家系統(tǒng)”——使螺紋加工更容易帆吻。這是一個(gè)非常有用的資源,它不僅能幫助客戶根據(jù)具體應(yīng)用場合咙边,選擇正確的刀具猜煮,并能根據(jù)客戶的應(yīng)用和機(jī)床控制器自動(dòng)生成螺紋銑削的CNC程序,螺紋銑刀越容易使用败许,客戶越能獲得滿意的加工結(jié)果王带,因此實(shí)現(xiàn)了雙贏。
正如你已經(jīng)知道或從文章中學(xué)習(xí)到肩蹬,刀具通用性和高效性在很多場合是相互矛盾的虏向。最主要的是你要發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的供應(yīng)商,它不僅有很多產(chǎn)品可以滿足當(dāng)前需求深酗,但同時(shí)也為你未來的需求提供了更多的選擇皇腮。
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