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OSG 欧士机【产品介绍】自动机床对应型铣了个铣刀

国际金属加工网 2022年09月22日

AE-VTSS

硬质合金抗振型铣刀

自动车床对应型

Kotaro Niimi,

OSG公司应用工程师 (铣刀研发部门)

在制造业中,大家长久以来的目标都是如何降本增效。除了高效加工和延长刀具寿命,减少人员的投入,实现全自动加工也是近年来切削工具领域的趋势。

走芯机是高精度多轴数控机床,能将复杂加工简单化。能以极高的效率和稳定性生产出同样形状的零部件。相较于固定头车床,走芯机能够一次设置就完成精密零件,而且工作周期更快,是全自动加工的最优选择之一。

用于走芯机的铣刀一般用于开槽和D型切削(正面铣)。2022年春季,OSG发布了AE-VTSS硬质合金铣刀,可适用于无人操作的走芯机。

产品特点


1. 出色的切屑控制

就算每个零件的去除量很小,但随着工件数量的增加,也可能出现排屑问题。图1展示了采用传统的(直)切削刃的铣刀在SUS304中锪铣时产生的长而扭曲的切屑。如果继续加工,这些切屑可能会缠绕在主轴上。如果切屑缠绕在主轴上,机器就必须停下来进行排屑,这会导致生产率下降。

图1. 采用传统的(直)切削刃的铣刀在SUS304中锪铣时产生的长而扭曲的切屑。

图2. 底刃钩形的AE-VTSS铣刀在锪铣SUS304时产生的切屑。

AE-VTSS在设计上采用了自主研发的底刃钩形设计(已取得日本专利),有助于生成形状稳定的切屑,改善排屑。传统铣刀的底部切削刃一般是直的,但AE-VTSS设计成从外周侧通向中心的弧形,如图3所示。

图 3. AE-VTSS 的 3 刃规格和底部切削刃钩形。

在产品的开发过程中,为了确定钩形的最佳设计,多次采用加工模拟。图1展示了采用传统的(直)切削刃的铣刀在SUS304中锪铣时产生的长而扭曲的切屑。和它对比,图2 展示了底刃钩形的AE-VTSS铣刀在锪铣SUS304时产生的切屑。两者相较,钩形产生的切屑更卷曲。事实上,就如图2所示,钩形能更稳定地生成卷曲的铁屑,尽可能地减少排屑问题,例如:切屑缠绕刀具。

对比直刃型铣刀和底刃钩形设计的AE-VTSS铣刀,在切削试验中分别连续锪铣37个孔,如图4所示,直刃型铣刀发生切屑缠绕的现象,而底刃钩形的AE-VTSS没有切屑问题。就如这次的加工试验所展示的,AE-VTSS的底刃钩形设计能显著地抑制排屑问题的产生,有助于实现稳定顺畅的加工。

图4.在SUS304上锪铣37个孔后铣刀的状况。直刃型铣刀发生切屑缠绕的现象,而底刃钩形的AE-VTSS没有切削问题。

2. 多功能性

不是所有的刀具都能安装在走芯机上的。考虑到这一特点,AE-VTSS推出一种多功能的3刃型铣刀,在锪铣、开槽和侧铣方面表现出色。AE-VTSS的多功能性有助于整合加工工艺,减少设置时间和换刀时间,从而最大限度地提高走芯机的性能。

3. 不等导程抑制振动

在走芯机中,工件通常由卡盘夹紧定位。与数控加工中心夹持相比,走芯机加工刚性较低,更容易发生颤振。图5展示了传统的2刃铣刀和AE-VTSS之间的切削试验。传统的2刃铣刀在加工2000次后出现了振颤和毛刺。相比之下,AE-VTSS表现出稳定的性能,在更困难的切削条件下加工了3000次,也没有毛刺,加工表面良好。OSG的AE-VTSS的不等导程和不等分割的有效地减少了颤振,即使在低刚性的设置中也能实现稳定和高效的铣削

图5. 传统2刃铣刀和AE-VTSS 3刃铣刀之间的切削试验切削条件和工件形状图像。

4. 适合走芯机的出色刀具设计

走芯机内部空间有限。根据换刀装置和工件的定位的位置不同,有时无法使用切削工具的全部刃长。

在AE-VTSS的加工过程中,向走芯机制造商调查了铣刀的最佳总长度。根据调查结果,AE-VTSS的总长度设计为50mm及以下。

5. DUARISE涂层延长刀具寿命

AE-VTSS铣刀采用了OSG的DUARISE涂层,具有出色的润滑性、耐磨损性、高温耐氧化性。

图6. OSG的DUARISE涂层的组成。

图7.从左往右传统涂层和DUARISE涂层。

如图6所示,DUARISE涂层由耐热层、低摩擦层和附着力加强层组成。它的多层结构抑制了热裂纹,延长了工具的使用寿命。如图7所示,涂层的表面磨平,去除液滴颗粒状不规则物,进而提高加工表面质量。

图 8. 耐磨性对比

图8展示了 AE-VTSS 的超长刀具寿命。在切削试验中,在材料 SUS304 上铣削 70 m 后,对四支铣刀外围切削刃的磨损程度进行测量。AE-VTSS 的刀具磨损最小,刀具寿命优异,而其他铣刀磨损显着。

AE-VTSS是OSG最近的铣刀创新之一,为自动车床优化设计,能实现长期无人操作的高效、精确和可重复的稳定切削,降低生产成本。AE-VTSS可适用于不锈钢、铸铁、碳钢、合金钢和淬火钢(最高40HRC)的各种加工。新产品的尺寸包含直径3~12毫米,共有7个尺寸。OSG将不断扩充产品尺寸,更好地满足不断变化的需求。

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(OSG 欧士机)

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