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        英格索爾:工模具領(lǐng)域超快速切削

        2013-04-09 13:52:34英格索爾產(chǎn)品經(jīng)理MartinZettler
        金屬加工(冷加工) 2013年9期

        英格索爾產(chǎn)品經(jīng)理 Martin Zettler

        英格索爾:工模具領(lǐng)域超快速切削

        英格索爾產(chǎn)品經(jīng)理 Martin Zettler

        英格索爾推出一款新式的UOMT0602TR大進(jìn)給刀片,建立了工模具領(lǐng)域粗加工小零件的新標(biāo)準(zhǔn)。此刀具概念同樣適用于通用機(jī)械加工領(lǐng)域。

        越來越多形狀復(fù)雜的零件在越來越小的加工中心上以更快的速度加工完成,這樣的趨勢愈加明朗。要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo),除了對加工理念及控制系統(tǒng)提出更高要求,還需要選用合適的切削刀具。在過去幾年,廣角銑(一種大進(jìn)給銑削)作為一種銑削策略被推到了最前沿。

        廣角銑的相關(guān)技術(shù)理念最早于20世紀(jì)30年代末被提出,但直到近幾年,由于相適用的機(jī)床和刀具的涌現(xiàn)才真正獲得推廣。

        大進(jìn)給銑削的目標(biāo)是通過采用非常小的主偏角(κ< 20°)的銑刀提升生產(chǎn)率。正如圖1所示,當(dāng)每齒進(jìn)給(fz)及切削深度(ap)保持不變,主偏角將直接影響切屑的形狀,尤其是切屑厚度,最終影響切屑的長度厚度比(b/h)。

        圖1

        廣角銑可帶來更高的生產(chǎn)率。當(dāng)進(jìn)行方肩銑時,主偏角κ=90°,一般而言切屑厚度為h=fz(如圖1最左邊示);采用非常小的主偏角κ=15°(如圖1最右邊所示)為獲得與方肩銑相同的切屑厚度,每齒進(jìn)給fz必須大幅增加,fz可以提高3.9倍。

        基于上述人們注意到主偏角小使得徑向力減小同時軸向力增大,大懸伸的刀具常用于工模具的深腔銑削,軸向力增大的同時徑向力減小是切實(shí)有利的。

        廣角銑的另一優(yōu)點(diǎn)是刀片以漸進(jìn)的方式切入工件。方肩銑切削則直接完全切入,沖擊載荷較大;相對而言,大進(jìn)給刀片從切入工件到實(shí)現(xiàn)完全切削歷時更長,切削載荷分布的刃區(qū)更長,這使得刀具壽命大幅提升。

        如圖2所示,圓刀片也適用于大進(jìn)給銑削,但需將切削深度ap控制在某一數(shù)值內(nèi)。但需注意的是,當(dāng)采用圓刀片時,主偏角不是恒定值,理論上在0°~90°。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證,一開始就設(shè)定廣角銑主偏角為定值可避免復(fù)雜計(jì)算切削參數(shù)的麻煩。因此定義廣角銑起始的主偏角κ≤ 20°,適用于大進(jìn)給銑削的最大切削深度可通過下面的公式進(jìn)行計(jì)算,D為圓刀片直徑。

        圖2

        精準(zhǔn)計(jì)算:ap=D(sin20°)2

        近似值:ap=0.1D

        計(jì)算編程時需要用到進(jìn)給值,需采用以下公式,涉及圓刀片直徑D和預(yù)估的切屑厚度h。

        盡管可以采用圓刀片進(jìn)行大進(jìn)給銑削,但缺點(diǎn)還是顯而易見的。一方面,從設(shè)計(jì)的角度看,刀體可夾持的圓刀片數(shù)量相對更少,這使得總體進(jìn)給相對較低。另一方面,不能實(shí)現(xiàn)90°方肩銑,不能清根,需要增加一把銑刀完成清根。

        圖3

        這正是新技術(shù)發(fā)展的突破點(diǎn)——英格索爾HiPosμ系列大進(jìn)給銑刀片UOMT0602TR順勢登場。此刀具系統(tǒng)優(yōu)化了廣角銑,刀體可夾持更多數(shù)量的刀片,殘留余量非常小。

        圖4

        從圖3可看出,UOMT0602TR刀片與6mm直徑的圓刀片相比,其優(yōu)勢是顯而易見的:①因UOMT0602TR刀片所占用空間更少,相同直徑的刀體可夾持的刀片數(shù)更多。②采用UOMT0602TR刀片所得到的殘留余量值不到采用圓刀片時的一半。③采用UOMT0602TR刀片可進(jìn)行90°方肩銑。

        UOMT0602TR刀片設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)在最大切削深度apmax=0.5mm時每齒進(jìn)給fz=0.8mm/齒。進(jìn)行Z值恒定的3D輪廓銑時,編程半徑設(shè)為R1。如圖4所示,其獲得的殘留余量與采用理論R1半徑值所得的殘留余量最多相差0.2mm。

        密齒設(shè)計(jì)與大進(jìn)給的結(jié)合,使HiPosμ成為市場上切削速度最快的刀具之一。實(shí)現(xiàn)最大工作臺進(jìn)給20000 mm/min完全沒有問題。

        對于用戶而言,此刀具的優(yōu)勢遠(yuǎn)不止廣角銑,HiPosμ系列銑刀夾持不同可轉(zhuǎn)位刀片,還可作為立銑刀、方肩銑刀、玉米銑刀使用。

        HiPosμ系列標(biāo)準(zhǔn)銑刀直徑范圍為9.5~40mm,作為標(biāo)準(zhǔn)銑刀,夾持不同型號的帶不同刀尖圓角半徑的銑刀片,用于加工鋼、鑄鐵、鈦合金及鋁合金。HiPosμ所代表的產(chǎn)品系列不僅意味著更高的生產(chǎn)率,其通用性也同樣令人印象深刻,適用于工模具領(lǐng)域并通用于機(jī)械加工。

        20130219)

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