金屬切削過程中皿完,諧振產(chǎn)生的具有衍生能力的振動和震顫霹壁,卻導(dǎo)致零件表面加工質(zhì)量降低、返修逾辕,甚至可能使工件報廢财调。
借助幾何尺寸可變的立銑刀,能夠減少這種震顫煮沸。盡管這類刀具常常被稱為“可變螺旋角刀具”兔触,但已是一種更廣義的概念。
可變螺旋立銑刀有兩種基本的設(shè)計腾枣,一種設(shè)計的特點是不相等(或不同)的螺旋角沿每一切削刃長度是相同的,而另一種設(shè)計是沿著切削刃的長度审炬,其螺旋角是廣泛可調(diào)的。例如跨跨,一把刀具前刀面的螺旋角是30°潮峦,中間某點的角度是37.5°,而后刀面的螺旋角可達到45°勇婴。螺旋角也同樣可以從37°開始變化到30°忱嘹。“在切削過程中耕渴,刀具會受到阻尼的影響拘悦,這是由于立銑刀在以不同角度沿同一螺旋線進行切削∪荩”Benchmark硬質(zhì)合金公司總裁PaulSt.Louis解釋道窄做。
Melin工具公司車間主任BobSrail先生補充說愧驱,只要工具制造商生產(chǎn)的刀具和工具磨床能夠加工慰技,銑刀的螺旋角就能在較大的范圍內(nèi)變化∽檠猓“大多數(shù)機床都能夠勝任對任何螺旋角的磨削”吻商。
這兩種立銑刀都有不相同的螺旋槽間距(或不同的齒距),因此能夠產(chǎn)生一個不同相位(異相)的切削運動從而阻止諧振的產(chǎn)生糟红。例如址檀,一把4槽立銑刀(或可變位的立銑刀)的齒距,在第1匣夭、2凹槽間為89°绍堪,2、3凹槽間為91°坝总,以此類推璃疫,最終加起來等于360°。
“通常當用一把普通立銑刀加工時兆距,會產(chǎn)生持續(xù)不斷的諧波振動窖韧,這是以銑刀螺旋角相同、切削刃平均分配為前提的乏尿〗泸穑”SGS工具公司執(zhí)行副總裁JeffBurton先生指出嫩碘,“任何可以干擾諧波的行為都能減低由此而產(chǎn)生的震顫∧患恚”SGS工具公司聲稱臊啃,通過將諧波振動最小化,Z-Carb整體硬質(zhì)合金立銑刀(外形不變但螺旋角可變)可使材料切除率最大化拆内。
在Niagara刀具公司技術(shù)主管DennisNoland先生看來豹爹,NY基礎(chǔ)公司開發(fā)的正在申請專利的旋轉(zhuǎn)刀具能使情況得到改善。該設(shè)計通過對刀具產(chǎn)生的聲音模式的特別選擇矛纹,對“可變立銑刀”的概念進行了改進臂聋。不僅改變了排屑槽間的分度和螺旋線,同時也改變了前刀面傾角和退刀槽或南。因此孩等,每個槽的切削刃都與其它的不同,每個槽的導(dǎo)程也不相同采够∫薹剑“一般而言,對于一套給定幾何尺寸的立銑刀蹬癌,當你從各個方向觀察時权她,其螺旋角的變化不能超過5°的范圍,否則將會產(chǎn)生穩(wěn)定性方面的問題∈判剑”由此而來的結(jié)果是一把刀具的各個切削刃在與工件表面接觸并沿工件表面移動時隅要,都會產(chǎn)生清晰的聲音模式∷⒑剑“由于切削刃會產(chǎn)生不同的聲音模式讥啤,因此發(fā)生諧振的潛在危險可能就被忽略了∑羯校”盡管Niagara公司的可變螺旋角立銑刀沿每一條切削刃都有相同的幾何特征睬仿,但對每條切削刃而言,仍可能產(chǎn)生前角纤秃、退刀槽竹小、螺旋線、甚至從前刀面到后刀面的完全改變蝎杯。在用這種銑刀加工工件時傲钳,刀具將不斷改變其聲音模式,“對此痛的,我們尚未完成研究田蔑,”他說,“這涉及到大量很復(fù)雜的試驗操作程序∽狭祝”在加工高溫受啥、高強度合金材料時,Niagara刀具公司的StabilizerHT立銑刀不同的齒距鸽心、前角滚局、退刀槽、螺旋線可以有效地減輕加工中的振顫顽频。
VRK公司正在申請專利的SilentPitch3槽藤肢、4槽和5槽立銑刀具有偏置的槽型及可變螺旋角,并且每把立銑刀只有兩條相同的螺旋線糯景。
可變的幾何尺寸使立銑刀能“幾乎無振顫地切削嘁圈,并且以幾乎接近粗加工的速度來完成精加工◇盎矗”
3-D模擬軟件
如果不是磨床3-D模擬軟件的出現(xiàn)最住,要改變立銑刀的螺旋角是不可能的。在刃磨這種立銑刀時怠惶,如果不借助模擬裝置涨缚,就會損壞數(shù)以百計的刀具和大量的砂輪。這種能使很多設(shè)計變化在幾分鐘內(nèi)完成的模擬裝置還能使更多的工作在辦公室里完成策治,而不用把時間耗費在生產(chǎn)車間脓魏。過去磨一把直徑1/2″的立銑刀需耗時15min,而現(xiàn)在通過模擬裝置只需2~3min肄埠。?
但模擬軟件及可以磨削可變螺旋角銑刀的磨床會導(dǎo)致這類刀具的很多終端用戶無法修磨現(xiàn)有的舊銑刀妄舅。而把刀具寄回給制造商進行重銳同樣也不是辦法。對此馁言,JeffDavis(Harvey工具公司技術(shù)副總)說:“我們公司并不是一個真正意義上的刀具修磨廠商涯蜜。我們的刀具價格足夠低痛主,具有相當競爭力群骂,因此與舊刀重銳相比,買一把新刀具也許是更好的選擇蚂芹∑啄簦”?
與此相反,Kennametal公司立銑刀和硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)刀具產(chǎn)品市場部經(jīng)理SteveAbrams先生認為:數(shù)量龐大的終端用戶期望在立銑刀磨損后能夠進行重銳榨厚。而Kennametal公司VariMill銑刀的終端用戶可以在自已公司或當?shù)氐牡毒咝弈シ?wù)中心進行銑刀的重銳和再涂層桐装,同樣可以達到新刀的效果。他解釋說蒂禽,VariMill立銑刀并不具有可變的或者不同的螺旋角害切,而是具有偏置的排屑槽以及沿排屑槽長度上不變的前角來阻止諧振的產(chǎn)生,也就是使一個4槽立銑刀像兩個獨立的2槽立銑刀那樣工作。
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