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小个头的强力铣刀：采用切向铣提高生产率 |
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newmaker |
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切向铣长期以来已经成为一种为人们所熟知的技术，利于提高平面粗铣和精铣的加工速度。在切向铣中．刀片平放在刀具节线四周，而不是像在传统刀具中那样成放射状竖立。这种切向定向使得刀片最坚固的横截面承受主切削力，因此刀刃的寿命得以延长，刀片更经久耐用。切向铣加工最初的作用是提高刀具在繁重工作中的使用寿命，例如大型汽车铸件和钢制零件上的大面积平面加工。
Ingersoll刀具公司(www.ingersoll-imc.com)的铣削产品经理Scott Tilton说新的刀具技术扩大了切向铣的范围。“直到最近，都没有能胜过传统刀具的小直径切向铣刀具可供使用，因为刀片制造技术的局限性无法制造特殊几何形状和后角，”Tilton说。
采用切向铣刀的平面铣提高了Riviera Tool公司的加工速度，延长了刀具使用寿命，减小了率要求。
“现在，随着自由切削刀片几何形状和较小的刀具直径的出现，切向铣变成了一种适合于以较低切削力甚至在低功率机床上进行高速金属切削的解决方案。种类更加广泛的刀具还使得它成为一种既适用加工小型槽和孔也适合大面积平面铣的良好选择。唯一的‘必须’条件是加工件底部必须平整，”他补充说。
Ingersoll公司己经研发出适用于直径仅25.4毫米(1英寸)的切向端铣刀的具有四个刃口刀片。直径大小在25.4mm(1英寸)到50.8mm (2英寸)范围内的大部分可转位刀具都使用传统两刃刀片。Ingersoll的小型切向铣刀片总长8.5mm，推荐的切削轴向切深达5mm。
前刀面特殊的几何形状提高了刀刃的使用寿命，当刀片用于小直径刀具时，侧角强化了刀片。刀片具有TiAlN高铝涂层，进一步提高刀具使用寿命。这种刀具/刀片设计的主要优点之一是在刀片槽和排屑槽成形后依然其有坚硬的芯部。传统刀片需要更深的刀片槽和排屑槽区域，它们深入到刀具芯部。Ingersoll称它的设计可制造出1英寸直径的端铣刀，其刀具芯部直径是装配传统刀片的1英寸直径刀具的2倍。
Riviera Tool公司(www.riveratool.com)是运用这种小型切向铣刀的厂家之一。Rivicra tool公司专门致力于生产综合的、复杂的冲压模具系统，用于高速大批从生产汽车和卡车车体零件。Riviera Tool公司采用Ingersoll公司的一类切向铣平面铣刀——101.6mm(4英寸)、152.4mm(6英寸)、203.2mm(8英寸)、304.8mm(12英寸)——来进行平面铣削加工。最初，公司使用新的25.4mm(1英寸)直径的Smax Micro刀具来提高减速凹槽的加工速度，切削边线和铣削空腔的底部和肩部。Smax Micro家族中的所有刀具都在被铣削工件上生成90°方肩。这些刀具不适合于斜面加工应用。
最近Riviera公司开始使用小型切向铣刀来加工夹具凹槽和开口键槽。
Riviera公司的机加工经理Frank Upton说，他的工厂已经发现金属切削率增加了30%，平均而言，刀具使用寿命延长一倍。刀具以2000r/min (190m/min，624sfm)的转速和25,400mm/min(100ipm)的进给速率运转。
Ingersoll Cutting Tools公司的Smax Micro设计在刀片槽和
排屑槽成形后保留较大尺寸、坚固的刀芯。
大多数传统的小型平面铣刀有两个刀片，每个刀片有两个切削刃。Smax Micro刀具有三个刀片，每个刀片有四个切削刃。
“我们已经减少了每个切削刃的成本，因为25.4mm(1英寸)Smax Micro平面铣刀的每个刀片有四个高效的切削刃，刀具切削更平稳，因为切向设计比传统刀具能够在节圆内安装更多刀片，”Upton说。
“我喜欢切向铣”
在过去几年中．Riviera Tool公司已经将它的几乎全部平面粗铣和精铣加工转变成切向铣，使产量提高了超过40%。刀具使用寿命也延长了，而功耗则下降了。
Riviera的切向铣转变始于2006年初的试验。那时UPton正在寻求一种方法来提高其工厂的一项基本操作的加工速度，消除频繁的刀具故障。他向Ingersoll公司的Chad Mcyer咨询建议。高速铣的主要障碍在于老式的刀具容易断裂，而不是逐渐磨损。“刀片折断，留下根部，”Upton说。他还担忧高功耗的问题，那可能会烧坏一台电机或者使机床停工。“有时功率表上的指针超过了最大量程，”他补充说。
试验涉及Riviera的传统零度前角平面铣刀和其他竞争者，试验内容广泛，进行了四周，还包括另外四家一流的平面铣刀制造商的产品。
所有其他候选者都有传统的径向刀片定向和不同的前角——30°，45°和90°。全部试验由同一个操作员在在同样的机床，同样的铸铁材料上进行测试。
试验的起点是Riviera以前的标准：进给速率为635m/min(25ipm)，切削深度达3.810mm(0.150 英寸)。在试验结束时，Ingersoll的切向刀具获得最佳结果，进给速率达1016mm/min(40ipm) ，切削深度达7.620mm(0.300英寸)，刀刃使用寿命延长30%，功耗减少10%到15%。这比Riviera以前的平面粗铣标准快3倍．比该次试验中的任何其他刀具快40%。
Riviera采用Ingersoll公司的各类切向铣刀来从事它几乎所有的平面粗铣和精铣。
“现在每次当我铣一个模瓦时——每天能做好几个——节省了20小时，”Upton说。“刀具使用寿命也延长了，功耗降低了。功率表过去读取机床负荷的95%甚至更高，而现在则在80%左右徘徊。我们仅仅从2006年初才开始逐渐标准化地采用切向铣来进行平面铣工作，但是已经在加工时间方而节约了超过10万美元，我确信功率的降低还有助机床更经久耐用。” (end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(10/26/2008) |
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