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山特维克可乐满(中国)有限公司
山特维克可乐满(中国)有限公司 (编号 461) http://www.coromant.sandvik.com/cn
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全新可转位刀片技术使螺纹车削受益
作者:山特维克可乐满
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将可转位刀片精确固定在刀杆中是当今加工业所面临的主要挑战之一。刀片稳固地夹紧在刀具中一直以来都是重中之重,尤其是涉及到高生产率和零件高质量时,则更加注重消除切削刃的微移动现象。切削刃在切削过程中的微量移动往往会导致过早缩短的刀具寿命、反复无常的性能和不能令人满意的加工结果。特别是在仿形车削和螺纹车削工序中更为明显。

最近可转位刀片技术有了新的突破,已经找到使刀片更稳定地固定在刀杆上的方法,为切削过程中的稳定性带来了显着的提高。同时,该技术上的突破为更坚硬、更耐用的刀片材质开启了一扇大门,可靠地缩短了加工循环时间。

螺纹牙形出错

就螺钉夹紧型刀杆的螺纹加工而言,螺纹牙形出错是导致质量问题的最主要原因,具体由公差或表面精度的偏差造成。螺纹牙形错误主要由螺纹车削过程中可转位刀片的微量位移造成,这种微量位移还会产生更多的负面结果。不合格牙形的产生将限制切削参数并缩短刀片的使用寿命。刀片不稳定的主要后果就是切削刃的破损,特别是在刀尖半径处的破裂。使用传统刀具,并选择适当的紧固螺钉或夹紧方法,在一定程度上会提高稳定性,然而刀片通过刀座的改进来实现更稳定的夹紧还是需要不断的探讨的。

螺纹车削期间最敏感的时刻是开始切入和结束切出时。当锋利的切削刃开始切入,或走刀结束后退出切削时,切削力的强度和方向会突然发生较大的变化,对刀片造成很大影响。在上述两个时刻,刀片最容易发生位移。位于刀片上的螺纹牙形的尖端形成一个针对螺纹的杠杆,迫使切削刃轻微地改变位置,使刀架座里的支撑点变形以及加剧不稳定性。作用在刀片上的不同方向的切削力会使刀座内的刀片前后移动,直至产生不合格的螺纹。事实上,因位移而更换螺纹车削刀片的情况比因实际刀具磨损而更换的情况更多。

为了避免耗时的机床设置以及尽量减少或消除报废零件的产生,刀片在刀杆中的简易、快速而精确的定位是很重要的。在将刀片定位和固定在刀杆中时,可重复性也是非常重要的。通常情况下,由于在螺纹面上有发生明显切削痕迹存在的风险,因此尽可能地在每次走刀的过程中避免刀片位移。如果在螺纹切削加工的过程中需要进行刀片更换,那么刀片的精确定位对于保持和实现可接受的加工结果是关键。与此相结合,考虑到对机床停机时间的影响,在两次走刀之间的可重复性也是很重要的。

基于诸多原因,螺纹车削刀片在刀片槽中的定位和锁紧的质量对实现高生产效率、安全操作和一致的零件质量起到决定性的作用。采用过去的刀片锁紧和定位方案,在很多情况下都不可能把刀片紧固在刀片槽中。夹持力、刀垫夹紧和简易转位等方法都已经意味着妥协,刀片制造方法的限制已经妨碍实现非传统解决方案的可能性。

新型可转位刀片技术

山特维克可乐满开发的iLock解决方案大大提高了刀片定位和锁紧质量,将车削和铣削工序中的安全性、刀具寿命以及实现更高生产效率等方面引领到一个新的水平。就螺纹车削而言,CoroThread 266体现了iLock解决方案的几大优点,即使在加工过程中或转位时产生很大切削力的情况下,也可使刀片精确而稳固地固定在刀座中。由于螺纹车削过程容易受到任何微小不稳定性的影响,因此这对螺纹车削来说是一个重大的突破。

CoroThread 266螺纹车削系列与传统的刀片夹紧系统相比,能满足更高稳定性的要求。刀垫对于螺纹车削工序是非常重要的,因此已设计成可为刀片在刀杆中的固定提供安全的基础。通过刀片座中两个牢固的接触面以及从侧面把刀垫固定的螺钉,刀垫为刀片提供必须的紧固和精确的定位。它带一个突出轨道形的iLock接口,对应的刀片槽定位在这个轨道上。

轨道上的定位

刀片夹紧螺钉把刀片保持在轨道上并且在径向位置和一个接触面相靠,提供了很高的稳定性和准确的定位。切削力始终沿着固定刀片的轨道进行加工,这样刀座在任何刀片支撑点处都不会存在受损风险。iLock定位轨道垂直于进给方向。

重复定位精度很高,使用确保轴向(进给方向)±0.05mm精度的M级公差刀片和确保±0.01mm精度的E级公差刀片。iLock轨道为刀片转位速度和操作提供方便,而接触方法和空隙对性能起到决定性的作用。锁紧轨道的形状和定位是经过广泛开发的结果,在刀垫和刀片之间确定精确的支撑点并通过全新的刀片制造技术使支撑点保持一致,由于在刀杆中的刀片夹紧没有偏离,因此也能改善夹持。

使用新型刀片材质的可能性

螺纹车削的切削刃要求够坚硬并且抗磨损,在切削过程中不易脆裂、没有切削刃破裂的风险。现代工序中往往会在切削刃上产生相当大的热量,使得刀具有必要具有抗塑性变形的能力,如果在发生塑性变形后继续使用相同的切削刃长时间进行该工序,那么就会出现快速的后刀面磨损,甚至出现刃口崩裂。

切削刃的塑性变形是螺纹车削中通过切削速度提高效率的最大障碍。切削速度提高了,温度也会随之而增加。不合适的刀片材质使得切削刃迅速报废而加工出不合格的螺纹,随后出现切削刃断裂。高压下,锋利的、带涂层刀片也存在剥落的风险,尤其是当切削刃只有很少一部分区域在进行切削时。在合适的走刀次数下,在预计的刀具使用寿命期间实现均衡的后刀面磨损是螺纹车削时的理想状态。

然而,在螺纹车削中,为了应对特别是在螺纹牙形尖端的机械载荷,应配合使用一定程度的刀片强度,将韧性的需要作为刀片材质的一部分。对于需要从内孔进行加工的螺纹,这一要求更加明确。镗削工序总是伴随着刀具的振动和让刀以及排屑的问题,因此选择适当的韧性对性能和可靠性起着决定性的作用。

锋利、坚硬而耐用的切削刃是螺纹车削的必要条件。因此,PVD(物理气相沉积)涂层材质为螺纹切削提供了最佳的切削刃。全新解决方案通过提供更高的切削参数和更长、可预测的刀具寿命,为进一步优化加工工序提供了方法。

细晶粒刀片基体技术的最新发展提供了具有高热硬度的独特基体,可为需要使用锋利切削刃的应用场合(例如螺纹车削、切断和切槽)以及使用整体硬质合金立铣刀时实现抗塑性变形。GC1125是一种新的PVD涂层材质,针对钢的螺纹车削的优化材质,同时在其他工件材料领域也表现出很好的性能,通过使用更高的切削速度提高生产效率——在螺纹车削中因为刀具材料的性能原因而通常未能充分利用它的潜力。GC1125基体非常硬,在加上其内在的韧性,可提供安全的切削刃强度。它是通用的螺纹车削材质GC1020的补充,是很多工序的生产效率优化选择。

微移动的消除

消除刀片的微移动会为加工过程带来很多优势。优势之一是,它使我们有能力开发更加耐用的刀片材质。与以往弥补切削刃移动造成的不良后果,并因此而降低生产力的现象不同,我们现在可以采用适用于更高温度和更快切削速度的刀片材质。当涉及精密螺纹时,需要特别注意对刀片本身产生威胁的因素。与传统的刀片夹紧和“安全材质”解决方案相比,CoroThread 266的稳定性与GC1125涂层材质的完美组合进一步改善了螺纹车削的加工结果。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (8/19/2010)
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