本文摘自德國Form+Werkzeug雜志
作者:Diethard Thomas
眾所周知,由于經濟原因,企業(yè)要求不斷地提高生產效率和降低生產成本。對于這一點封锉,起決定性作用的便是這些特征值的數量級。前幾年嗽绑,生產企業(yè)的領導對制造費用降低百分之五已是滿意了假凿。但是,由于材料價格的上漲萤野,尤其是由于來自亞洲地區(qū)價格上的壓力赫赊,企業(yè)將提高生產率和降低生產成本的期望值做了較大的提高:例如,企業(yè)希望將生產效率提高30%甚至更高杜诲,才是比較理想的目標剧胚。
大多數企業(yè),在決定采用現(xiàn)代高效茵软,然而價格卻很昂貴的生產設備之前脱刷,在某種程度上應首先試一試利用現(xiàn)有設備能否解決他們的任務,在這方面有許多可能的途徑池躁。而其中一種可能性是采用現(xiàn)代切削刀具,通過新的刀具材料韵谋、涂層和切削刀刃的幾何形狀褒选,可以顯著提高切削效率。而在這方面振诬,對于銑削加工蹭睡,還有第4要素* 起作用:銑削戰(zhàn)略。
屬于LMT(藍幟)金屬加工技術集團成員的刀具制造成員Fette((暫不可見) )可以說是利用了這四要素* 使該廠新的銑刀產品——Multi Edge Feed具備了高效切削性能赶么。這種刀具也可以在普通的機床上使用肩豁。
圖1 不同的切削刀刃 |
這種新型的刀具產品,具有不同的結構型式辫呻,而它們的共同特點是:具有適合于高速進給的幾何形狀清钥。這種幾何形狀的特征是切削刀刃具有一個很大的圓弧半徑(與圓形可轉位刀片相比較),這樣便少許限制了軸向吃刀量ap放闺,由于較小的主偏角k祟昭,使作用于銑刀上的徑向切削力載荷大大減小缕坎,從而可以毫無顧及地采用很高的每齒進給量。在加工鋼件時篡悟,每齒進給量至少可以達到fz=5mm谜叹。
顯著提高材料切除率
通過這種銑削戰(zhàn)略,也就是在減小軸向吃刀量的情況下提高進給速度搬葬,材料切除率最大可以提高500%荷腊,這有助于顯著降低生產費用。特別是對于切削量很大的粗加工(在工具和模具制造中芜监,這是會經常遇到的情況)來說拾拄,則收益會更可觀。
目前烧骗,在 Fette公司禽糊,Multi Edge系列的整體硬質合金銑刀和裝有可轉位刀片的銑刀,就具有適合于高速進給銑削的這種特點铜诽。按照Multi Edge系列刀具的結構阔萧,該公司可提供有二個、三個和四個切削刀刃的各種銑刀懂棘。
Multi Edge 2Feed是一種具有兩個切削刀刃的整體硬質合金立銑刀男梆。該公司已可提供直徑在1 mm以上的這種立銑刀。該銑刀在長度上有特別短的先赛、較短的和較長的三種不同結構贸卦。根據Fette公司的經驗,這些刀具可以滿足對加工穩(wěn)定性的極高要求挪确,也可適合于工具和模具制造中刀具常常需要以較大的懸伸來進行的加工诊胞。
圖2 極高的銑削效率。 |
圖2中所示的是一把直徑為12mm的Multi Edge 2Feed銑刀在進行加工時的情景锹杈。被切削的是一種材料編號為1.2312的工件材質(按德國工業(yè)標準DIN,這種編號的材料是40CrMnMoS8.6合金工具鋼——譯注)撵孤。采用下列切削用量:切削速度Vc=237m/min,軸向吃刀量ap=0.8
mm竭望,徑向吃刀量ae=8mm邪码。對于這種小直徑刀具,每齒進給量至少可以達到fz=1mm咬清,而進給速度則達到Vf=12.6m/min闭专。
適合于采用高速進給的銑刀Multi Edge 3Feed是一種有三個切削刀刃的三角形可轉位刀片,其切削刀刃呈弧形而稍有凸起旧烧∮岸ぃ可轉位刀片以其不同的硬質合金基體應用于鋼和鑄鐵件的加工。此外,以其立方氮化硼(CBN)的變型品種應用于淬硬材料件的加工斧拍。在圖3中可以看到這類加工的應用情況雀扶。在這里銑刀(CBN Multi Edge 3Feed刀片的切削刀刃上磨有增強刀刃強度的保護倒棱)直徑為32 mm,裝有三片可轉位刀片肆汹。
圖3 硬加工夏握。 |
被加工的是材料編號為1.2379的工件材質(這種材料系X155CrVMo12.1,也是一種合金工具鋼——譯注)衫半,工件淬透骑琳,其硬度達63HRC。由于在工件上存在著多個孔洋虫,這會造成加工的困難蜀短,也就是在銑削時會導致間斷的切削。銑削時采用下列切削用量:切削速度Vc=322m/min权疾,軸向吃刀量ap=0.2mm(總的材料切除量為2 mm)趋奸,徑向吃刀量ae=15 mm,在這種淬硬工件上每齒進給量至少可達fz=0.5mm满律,進給速度達到Vf=4.8m/min群鞭,加工是干式加工,銑削所達到的效果給人留下深刻印象:CBN 的Multi Edge 3Feed即使在這種難于加工的條件下咖迄,刀具壽命還是超過19m刃纽。還有多一個切削刀刃的Multi Edge 4Feed可轉位刀片,在粗加工時溉浙,采用這種裝有4個切削刀刃可轉位刀片(刀刃圓弧也同樣稍稍向外凸起)的銑刀烫止,可以顯著提高生產率。在下面的圖4中戳稽,所示的是這種刀片同采用圓形可轉位刀片進行加工時的效果比較:加工的工件材質為CK45(系常用的調質鋼——譯注)馆蠕,銑刀直徑為42mm。
圖4 采用常規(guī)的圓形可轉位刀片和采用Multi Edge-4Feed可轉位刀片的銑削效果比較 |
在相同的時間里提高了5倍的材料切除率
銑削的效果顯示:在采用圓形可轉位刀片進行銑削時惊奇,達到的材料切除率為100cm3/min ,而采用Multi Edge 4Feed可轉位刀片進行銑削時荆几,根據Fette公司的資料,在同樣的時間里其材料切除率可提高5倍之多赊时。
在這里,所采用的切削用量為:切削速度Vc=220m/min行拢,軸向吃刀量ap=0.6 mm祖秒,徑向吃刀量ae=30 mm,每齒進給量可顯著地達到相當高的值fz=3.6mm舟奠,進給速度達到Vf=30m/min竭缝。這樣高的切削效率需要附加采用新的涂層——MultiC。這種涂層是一種雙色涂層:在可轉位刀片的前面涂Al6(AlCrN——氮鉻化鋁)和在后面涂TiN(氮化鈦)涂層。這種復合涂層特別適合用于高效銑削跳蚓,此外疑惨,這種復合涂層能夠便于用來識別刀具的磨損。
結論:適合采用高速進給的這種刀具抠建,特別適合于用來提高生產效率估掐,這種銑刀也可以在現(xiàn)有的機床上使用。
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