銑工技師論文

現(xiàn)代銑削刀具與CNC技術(shù)的完美結(jié)合

CNC銑床和加工中心需要加工能力和通用性更強(qiáng)的銑刀——在過(guò)去的幾年中，刀具供應(yīng)商對(duì)更先進(jìn)的銑削刀具的開(kāi)發(fā)就是源于這種需求。

過(guò)去，特別是面對(duì)大批量的生產(chǎn)時(shí)，專用刀具往往是唯一有效的解決方案。而如今，需要的則是更為靈活的生產(chǎn)方式，新的銑刀概念提供了具備更廣泛加工能力的刀具�，F(xiàn)代刀具的設(shè)計(jì)及制造，能夠?qū)崿F(xiàn)更為復(fù)雜的刀具概念，利用CNC機(jī)床提高產(chǎn)出，加工過(guò)程也變得更加可靠了。

刀具技術(shù)的發(fā)展

銑刀和刀片以前都是由ISO標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)范的，因此，用戶在不同供應(yīng)商手中都可以買到具有互換性的刀具。但是要符合標(biāo)準(zhǔn)，也為銑刀和刀片設(shè)下了限制。ISO標(biāo)準(zhǔn)指定了刀片的形狀、厚度，不僅描述了圓周而且還指明了用于插入刀片的夾頭和楔形夾的尺寸，以及刀具本體的尺寸。刀片牌號(hào)、研磨、斷屑設(shè)計(jì)都局限在了一定的范圍之內(nèi)。用戶和刀具供應(yīng)商如果完全遵守ISO標(biāo)準(zhǔn)，也就意味著他們將會(huì)面臨著嚴(yán)重的工藝和性能限制。
 
CoroCut雙刃刀具在對(duì)一道凹槽進(jìn)行拓寬

與ISO的標(biāo)準(zhǔn)銑刀相比，現(xiàn)在的銑刀概念能為刀具供應(yīng)商提供更多的自由，優(yōu)化的刀具和刀片設(shè)計(jì)，為CNC加工中心提供了更為強(qiáng)大的通用加工能力。采用新的刀具概念，讓加工安全、加工精度、表面光潔度、對(duì)不同加工路徑的適應(yīng)能力、金屬去除率、刀具懸伸和高速加工這些問(wèn)題都能得到更好的解決。

現(xiàn)在，為了適應(yīng)現(xiàn)在的操作工序和材料，概念銑刀經(jīng)過(guò)優(yōu)化后已經(jīng)被整個(gè)行業(yè)所廣泛接受，比如：山特維克可樂(lè)滿大約80%的銑刀都是CoroMill銑刀。與ISO標(biāo)準(zhǔn)刀具相比，這些概念刀具切除金屬的速度要快出數(shù)倍，切削力小一些，力的引導(dǎo)方向往往更合適。同時(shí)，與ISO標(biāo)準(zhǔn)刀具相比，概念刀具的跳動(dòng)要小得多，能保證更小的零件公差，更少的切削刃磨損。軸向和徑向跳動(dòng)最小，意味著更高的切削刃精度，能改善表面光潔度，獲得更小的零件公差和更長(zhǎng)的刀具壽命。這些刀具還能將加工載荷分配得更為均勻，能以更低的噪音、振動(dòng)和磨損進(jìn)行更快的切削。

這些現(xiàn)代概念的刀具還提供了實(shí)現(xiàn)高主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給銑削加工和硬零件加工的技術(shù)，并增加了實(shí)現(xiàn)干銑的機(jī)會(huì)。CoroMill的設(shè)計(jì)特性使得概念刀具設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)潔，所需的調(diào)整和維護(hù)更少，由預(yù)先淬硬的鋼材加工而成的刀體剛性好、精密度高，帶有精密定位的刀片可以提供不同的齒距選擇，適用于各種加工場(chǎng)合。

使用過(guò)時(shí)銑刀的后果

使用過(guò)時(shí)銑刀可能會(huì)嚴(yán)重影響加工的經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)的安全性，因此，使用非現(xiàn)代概念銑刀的加工車間在加工競(jìng)爭(zhēng)性上就會(huì)明顯遜色于別人。僅僅投資于高級(jí)加工中心或其他的旋轉(zhuǎn)主軸銑加工機(jī)械，卻不更新銑刀和刀片的用戶，得到的只能是片面的提高。

有些生產(chǎn)廠家至今仍使用著過(guò)時(shí)的專用銑刀、鏜刀或其他專用刀具，切削刀具技術(shù)和CNC加工能力的進(jìn)步，為他們帶來(lái)了新的發(fā)展?jié)摿�。但是，這些老式刀具往往是專為一個(gè)或一類部件上的特定切削步驟設(shè)計(jì)并使用的。也就是說(shuō)，加工中心要為每一部件的各個(gè)尺寸分別配備單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)刀具。

使用這些尺寸經(jīng)過(guò)專門設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)刀具，從某種意義上講，仿佛是又回到了用銑床或軸向加工能力有限的專用機(jī)床完成鏜銑加工的時(shí)代。特別是對(duì)于內(nèi)表面的加工，每一直徑、每一表面、倒角和溝槽，即使彼此之間尺寸只相差幾個(gè)毫米，都需要單獨(dú)配備一種刀具。在夾頭上使用可調(diào)的刀片座，有時(shí)僅可獲得有限的靈活性。

隨著多主軸CNC加工中心的廣泛應(yīng)用，刀具的運(yùn)動(dòng)不再會(huì)受到限制。因此，一件刀具即使不能完成全部的切削加工，至少也能完成幾項(xiàng)加工任務(wù)。對(duì)不同刀具路徑編程已經(jīng)成為一件相當(dāng)簡(jiǎn)單的事情，而且還可以采用斜線和圓弧插補(bǔ)。刀具的靈活性更強(qiáng)，活動(dòng)范圍更廣泛，只要進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序調(diào)節(jié)，就能適用于部件上的不同尺寸。

刀具減少了，生產(chǎn)時(shí)間隨之增加了

一家歐洲越野車輛制造商在其臥式加工中心柔性生產(chǎn)線上采用現(xiàn)代概念銑刀，頗有收獲。該生產(chǎn)線為輪式裝載機(jī)的輪軸加工不同形式的殼體。這項(xiàng)改造只是總體效益工程的一部分，其目的在于提高傳動(dòng)系部件的生產(chǎn)性能，特別是要通過(guò)提高生產(chǎn)效率改善側(cè)殼體的加工。
 
用于淺切斷和切槽的新CoroCut 3刀具

之前，這條柔性生產(chǎn)線采用專用鏜刀對(duì)不同尺寸的鑄鐵側(cè)殼體進(jìn)行加工。每一部件都有數(shù)個(gè)不同尺寸的內(nèi)徑和內(nèi)面要進(jìn)行加工。分析后，人們意識(shí)到概念刀具可以取代幾種之前使用的鏜刀，而不局限于孔的尺寸。比如，小直徑長(zhǎng)刃刀具可以進(jìn)行插補(bǔ)，所以能加工多種尺寸的中心孔，加工不同尺寸需要做的僅僅是改動(dòng)程序而已。刀具對(duì)于不同的尺寸和工序具有通用性，標(biāo)準(zhǔn)的概念刀具也是這樣應(yīng)用于面銑的。

操作者們還認(rèn)為，概念刀具讓加工過(guò)程的安全性上升到一個(gè)新的水平，這也是一大進(jìn)步。刀具的調(diào)整和維護(hù)更加簡(jiǎn)單可靠。CoroMill刀具采用中心螺釘，通過(guò)隨附的TORX扳手獲得正確的扭矩，刀片易于夾緊。這不是什么大的動(dòng)作，但是對(duì)于保障加工過(guò)程的安全意義重大。
 
瑞士式加工用的現(xiàn)代車削刀具

采用CoroMill概念銑刀和Coromant Capto集成式接口還帶來(lái)了許多好處，比如：加工安裝時(shí)間縮短25%，刀具數(shù)減少50%，生產(chǎn)過(guò)程安全等級(jí)更高。新加工方法還簡(jiǎn)化了零件在機(jī)床上的安裝。據(jù)估計(jì)，通過(guò)改進(jìn)加工可以再縮短10%的生產(chǎn)時(shí)間。

新概念刀具

更新的概念刀具，如CoroMill 390長(zhǎng)刃刀具，刀片尺寸可變，能夠適合于多種應(yīng)用場(chǎng)合；還有專門用于加工鋁合金的CoroMill Century 590面銑刀。

現(xiàn)代長(zhǎng)刃銑刀，在加工中配備幾種刀片，是現(xiàn)有機(jī)床功率下一種非常有效的金屬切除工具。由于負(fù)前角刀片槽形的原因，以前這種刀具的用途受到限制，主要是用于重載切削。390長(zhǎng)刃刀具的開(kāi)發(fā)提供了一種加工特性平滑的刀具，可以用最低的功耗實(shí)現(xiàn)高工作臺(tái)進(jìn)給。

鋁材加工

用于鋁材加工的CoroMill Century 590面銑刀是新一代概念刀具，其應(yīng)用范圍極其廣泛——從汽車工業(yè)的批量生產(chǎn)至航天航空業(yè)的高要求工序。590刀具可選用從硬質(zhì)合金刀片到多晶金剛石刀片的多種刀片，可完成粗到超精加工。

長(zhǎng)久以來(lái)，鋁材銑削的刀具一直企盼著重大的發(fā)展。Century刀具的推出提供了一種新的手段，能在加工各種鋁合金時(shí)提高加工性能，保障工藝安全性和質(zhì)量一致性。這種刀具專為高速加工而設(shè)計(jì)，可以安全地用于高達(dá)40000r/min的主軸轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)時(shí)采用少量部件，重量輕，帶高速刀刃（切削刃）的刀片裝在鋸齒狀排列的刀片座上，以保證跳動(dòng)最小。刀具簡(jiǎn)單易用，在一個(gè)軸向上使用一個(gè)調(diào)整螺釘就能進(jìn)行可調(diào)的精確定位，可減少停機(jī)和維修時(shí)間。

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