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铣刀 |
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先进切削工具应用实例 |
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作者：中国机械与金属 |
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完美的切削加工，必少不了质量一流的切削工具。且看各种先进切削工具，如何在实际加工生产中释放完美功效。
Safety：面铣刀PENTA Dual彰显产品的通用性和经济性
Safety的新款面铣刀PENTA Dual是一款通用型铣刀，每个刀片都配有10个切削刃（双面），效率得到提升，因此切削刃的成本显著降低。除此之外，PENTA Dual负角基本形的刀片加上创新设计，使产品具有正前角的切削角度。从粗加工到半精加工，5020和5050这两种已经过测试和试切的材质搭配三种槽行就可加工几乎所有常用材料（ISO materials P，M，K，N，S and H）。归功于正前角的切削角度和顺畅的切削加工，甚至低功率的机床也可能得益于PENTA Dual。冷却液孔直达切削刃，提高刀具使用寿命。
PENTA Dual
实际案例一：碳钢加工
加工件材料：S355
工件类型：板类件
刀具品牌：Safety-PENTA Dual
刃数：10
刀具直径（mm）：63
齿数（Z）：5
切削速度（Vc：m/min）：140
转数（n：tr/min）：357
切削深度（ap：mm）：3
切削宽度（ae：mm）：80
每齿进给量（fz：mm）：0.15
进给率（Vf：mm/min）：428
材料去除率（Q：cm3/min）：103
加工时间（min）：37.5
刀具寿命（min）：36
实际案例二：奥氏体不锈钢加工
工件材料： 1.4301（X5CrNi18 10）
工件类型：特殊的不锈钢零件
刀具品牌：Safety-PENTA Dual
刃数：10
刀具直径（mm）：125
齿数（Z）：8
切削速度（Vc：m/min）：227
转数（n：tr/min）：1,148
切削深度（ap：mm）：0.8
切削宽度（ae：mm）：40
每齿进给量（fz：mm）：0.113
进给率（Vf：mm/min）：648
材料去除率（Q：cm3/min）：21
加工时间（min）：0.83
刀具寿命（min）：25
玛帕：HFS接口和HX刀片为用户降低成本
在高要求或复杂工件加工中，新型低成本刀具的应用理念变得尤为重要。选择合适的刀具，如在缸盖气门座圈及其导管的加工中，可以大幅降低成本。
在缸盖加工中大约50%的刀具成本是花费在粉末冶金材料的气门座圈及其导管加工上。随着工件要求的提高，必然导致高硬度粉末冶金材料应用的增加。大多数情况下，硬质合金作为切削材料将不再那么的适合，取而代之的则是价格更高的PCBN。高精度要求对刀具提出了更进一步的要求：座圈上必须要有一个角度精度极高的所谓密封带以便使发动机达到很高的压燃比；座圈与导管的同心度也同样非常重要。达到这些要求有很多种刀具的设计可以选择。过去，缸盖通常是在流水在线进行加工。导管是用一把连接进给单元的铰刀通过一个导套作为导引进行加工；而座圈则是在同一工序用一把展开式刀具来加工。但是越来越小的座圈、导管还有加工中心的广泛应用，使得过去这种性能稳定但占用空间极大的刀具设计适用范围越来越小。目前典型的加工中心用刀具设计包括两把刀，即加工导管导引孔并预加工座圈和精加工座圈及导管。
最初使用的是一体式刀具，用于加工座圈的焊接PCBN刀片带轴向调节以便修磨后继续使用。
首先，将MAPAL HFS界面应用于连接大型的座圈加工刀具与细长的导管铰刀。这一改动使得铰刀关于直径、铰刀形式的应用更为灵活，其中铰刀形式有可调单刃铰刀及多刃铰刀两种可供选择。而且HFS接口还大大降低了刀具修理的难度。同HSK接口一样，HFS接口通过锥面与端面得到极高的刚度及互换精度。在适当的条件下，它首次使一把刀具一步加工完成成为可能。
再接着优化就要从这些加工座圈加工刀具的刀片入手了，座圈都需要加工内外倒角及密封带。我们使用共有六条切削刃的六角形HX PCBN刀片来替代之前所提到的轴向调节刀片。座圈粗加工刀片是固定的，而其密封圈加工刀片则大多为可调的。这些HX刀片全都精磨过并且由高精度的刀片槽及特殊压板夹持，非常可靠。通过正确的选择切削材料及刃口形式，在有些应用中它们可以提高刀具寿命从2,000到10,000个孔每刃。如果刀片布置成加工不同倒角时使用不同位置的刃时，一片刀片最多可以使用18次。
由于在机加工与刀具技术方面的持续进步，近十年将缸盖加工的单件成本减半已经成为可能。而气门座圈及其导管的加工更是其决定性的因素。最近就有个使用MAPAL新技术加工这类零件整体方案的例子，其刀具及加工成本降低了70%。
山高：高效、高精密切削航空材料的先进刀具解决方案
带有CVD 金刚石镀层的JabroTM 系列铣刀可降低磨损，专用于多层碳纤维和玻璃纤维等复合材料以及高性能工业塑料（比如聚醚醚酮 PEEK）以及蜂窝材料的无毛刺（顶部和底部）加工、侧铣、3D 仿形铣削、铣轮廓和铣槽操作。Seco Jabro推出了全系列加工不同复合材料的全新刀具，所有刀具均为专用加工复合材料的金刚石DURA涂层。
菠萝铣刀主要用于加工不同复合材料，具有广泛的通用性。低螺旋角铣刀主要用于加工玻璃纤维和碳纤维，可以分为2-3层来使用。左旋/右旋铣刀主要用于加工碳纤维和玻璃纤维，左旋/右旋可以抵消轴向切削力，从而消除加工毛刺。断屑铣刀主要用于加工蜂窝材料与三明治材料；还有一种球头铣刀，主要用于仿形加工，如起落架的加工。仅以左旋/右旋刀具为例，在波音787的机身复合材料加工上面已经大量使用，加工出的工件表面没有任何毛刺，刀具的寿命更加超越竞争对手50%。
此外，山高刀具研发出一种最新的长切削刃精加工钛合金铣刀解决方案。该刀具标准切削刃长为5倍直径，刃长从40-180mm不等。此刀具的主要特点为在切深为5倍直径的超大切深下，保证加工表面的垂直度与粗糙度，这在起落架与发动机托架等产品上的应用非常广泛。
苏州阿诺：金属切削的整体解决以及非标刀具的快速制造
强力钻
硬质合金球齿通常采用过盈配合对焊体配合孔，质量要求极高，孔的尺寸精度高，表面粗糙度都相当严格。又由于焊体材质为Cr-Ni-W或Cr-Ni-Mo合金钢，硬度高，强度高，耐磨性好，难于加工，给配合孔的加工带来相当难度。
成功案例：加工矿山机械—焊具
加工特点：表面粗糙度可达到Ra0.8以下；被加工孔一致性为0.002-0.003；圆度0.005；针对硬质合金球齿配合孔，能有效减少球齿规格。
刀具特点：刀具特殊设计，15°螺旋角，刀尖R过渡处理，保证了孔的加工要求。
机床型号：MAZAK加工中心
刀具型号：D10.05xL75xSD10.05 普通强力钻
加工材料：45CrNiMoV
通盲孔：盲孔
孔深：10 mm
刀柄型式：BT40
冷却条件：乳化液
加工转速：1,275 r/min
加工进给：153 mm/min
加工效果：优良
非标成型刀具
非标成型刀具广泛应用于液压阀块行业，其工件特点：加工孔阶梯多、成型面多，精度要求高、加工难度系数高；其刀具特点：制造相关尺寸多、难度高、检测采用高精专用设备全数控测量等。阀块在工程机械中相当于汽车的发动机，具有传动平稳、输出力大、定位精度高结构简单，广泛应用于各种工程机械、叉车等。
成功案例：液压行业的阀块加工
机床型号：DMG50H卧式加工中心
刀具型号：成型铰刀
加工材料：45#
通盲孔：盲孔
刀柄型式：HSK63
冷却条件：乳化油
切削速度：60（5）m /min
加工进给：0.2（0.01）mm/r
加工效果：优良
蓝帜金工：SpeedCore“速切王”将切削速度提高50%
在CIMT 2013展会上，南京蓝帜重点展出的SpeedCore“速切王”引起媒体及观众的广泛关注。其焦点在于，用SPEEDCORE“速切王”可以将原有的切削速度提高50%，这将为用户带来显著的效益。
众所周知，更高的效率与机动性对于齿轮加工意味着什么。传统的粉末冶金高速钢材料制成的滚刀（PM-HSS）不能使机床达到最高的切削速度，原因在于PM-HSS材料的耐热性有限，使得切削速度只能限制在一定的范围内。而SpeedCore“速切王”滚刀由于采用了一种具有更高耐热性全新的切削材料，从而突破了传统的限制。
蓝帜SpeedCore “速切王”刀具材料是由钴、钼及游离碳组成，与传统的PM-HSS材料相比有着更好的耐热性，而且仍保持着传统材料原有的韧性。最关键的是这种新材料的优良性取决于一种最新的纳米技术，既金相组织硬化。经过对性能的实际测试，这种新型滚刀在进行极限值检测时达到了整体硬质合金滚刀的性能范围。而在真实零件上做实验时，即使切削速度达到350m/min，还能达到7m的切削长度，而且刀具温度保持在正常范围内。这对于PM-HSS传统材料是不可能达到的指标。
让人惊喜的是，同样在CIMT 2013展会上，SpeedCore“速切王”滚刀正被成功应用于FELSOMRT的柔性滚齿中心FHC180以及南京二机齿轮机床有限公司的YD3120CNC机床上，观众因此可以直接看到SpeedCore滚刀的加工演示。
据介绍，用SpeedCore“速切王”加工模数2.5、28齿，齿宽37.5mm齿轮时切削速度在原有的生产流程上成功提高30%。(end)
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(5/27/2013) |
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