满足钛金属和不锈钢加工需求的新系列面铣刀

国际金属加工网 2016年06月21日

在过去五年左右的时间里,在开发硬质材料及难切削材料的加工技术方面,特别是在钛金属和不锈钢材料的加工技术方面,已经取得了明显的进步和发展。在新兴的航空航天医疗领域需求的推动下,出现了一种引人注目的加工方法,它涉及到CAM软件的刀具路径,其设计以高速进给率的方式和较浅的径向切削深度,保持了刀具与工件表面之间恒定的接触。

在提供以这类刀具路径加工的铣刀供应商中,有一家叫做IMCO的硬质合金刀具公司。在谈及有关该刀具制造商最近重新设计的EnDuro系列端面铣刀时,公司总裁Perry Osburn先生披露了这类刀具在关键设计方面所考虑的一些基本观点。

首先考虑的是有关战略的问题。在整个切削加工中,保持刀具与工件之间恒定接触的好处是,它可避免刀具方向的突然改变,以免导致刀具上的负荷发生波动。保持一个恒定的负荷,甚至可以使机床更加轻巧地、并以较低的功率有效地加工硬质材料。

EnDuro新系列刀具包括五种型号的端面铣刀,覆盖从新型高速进给技术到传统战略的全部加工方法。为刀具路径的恒定接触而设计的那些刀具,具有一个共同的特点:它们都拥有多条排屑槽。在较低的径向切削深度时,具有恒定接触特点的刀具路径,需要更多的排屑槽,以达到足够的金属切削量。

另一个重要因素是排屑槽之间的间距。EnDuro系列端面铣刀的刀刃间距设计是可变的,也就是说围绕刀具的排屑槽,其间距不是均匀分布的。每当切屑槽碰触到工件时,就会产生某种程度的振动。凡是间隔均匀分布的排屑槽,将会按正常的间隔时间产生振动。Osburn先生说,不规则排列的排屑槽可缓解这种振动效应,提高平衡性能,使切削加工更加流畅,更加精确,并可延长刀具的使用寿命。

当然,围绕刀具的排屑槽越多,也就意味着排屑槽之间的间距越小,这将会造成切屑的流通问题。特别是钛金属,这是一种很差的导热体,因此在加工这一材料的过程中,驱散其切屑中的热量是一个令人关注的大问题。这之中,排屑槽本身的形状起着很大的作用。除保持严格的规格要求外,凭肉眼看不见的一些微小调节,要了解其角度和其他几何形状如何形成,有助于优化切屑的流动和排出功能。

在此需要考虑的一个关键因素是间隙角的问题,设计这一角度的目的是为了使刀刃在通过工件时,防止刀具的侧面与工件的侧面碰撞。保留一个适当的间隙角,对切削加工钛金属而言是非常关键的,它往往会有一种“推”开刀具的倾向,而不是干净利落地进行切削。

同样,刀刃的有效性还取决于珩磨和微米级精加工期间的微量调节。目的是确保刀具在进入切削加工时,防止刀刃断裂。然而,刀具的高速进给和刀刃的恒定接触技术只是许多钛金属和不锈钢加工战略的其中之一。因此,EnDuro系列还包括采用更加传统的刀具,其中有带5条排屑槽的端面铣刀,这种铣刀专门用于在高径向切削深度时的重型翘曲度加工。在采用EnDuro高效铣刀或带有7条排屑槽的铣刀进行精加工前,车间可以先选用这一刀具进行粗加工作业,或者它也可以采用后者的产品之一,以恒定接触的刀具路径,切削加工整个零件。

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