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机床零件方肩铣刀的性能与特点分析

机床零件方肩铣刀的性能与特点分析

发布日期:2020-07-25 作者: 点击:

随着制造商不断推出具有更强功能和更率的产品,零件的制造变得越来越复杂,难度也变得越来越高。除了具有复杂的轮廓和更严格的公差外,零件通常还采用高性能的材料制成,这虽然提供了所需的强度和可靠性,但也对可加工性产生了不利影响。

单面刀片

为了提供可在正角模式下进行切削的可转位刀片,刀具制造商推出了在切削刃后具有后角的单面刀片。虽然这种刀片无法翻转,但其可在刀柄中旋转,从而提供多个可用的切削刃。正前角刀具的轻快切削性降低了切削力和切削所产生的热量,从而延长了刀具寿命。而这一点尤为重要,因为相比双面刀片,单面刀片的每个刃口必须具有三倍以上的刀具寿命才能实现成本节省。

在众多开发的高性能、单面正前角铣削刀片当中,这种刀片旨在大限度地减小切削力并控制切屑,同时为切削多种工件轮廓和材料提供了无比的灵活性。

专门设计的槽型

除了正角和负角切削刃之间的基本区别外,刀具制造商还开发了多种刃口处理方法,旨在大限度地提高不同工件材料的生产率。例如,锋利、未镀层且经过抛光的刃口在加工易切削的铝合金等较软材料时效果良好。而对于钢件、铸铁或不锈钢等较难加工的材料,需要对刀具刃口进行研磨或倒棱以防止崩刃。举例来说,专为加工铸铁而设计的刀片通常采用两种刃口处理:负倒棱和30-35微米范围的刃口研磨。与此不同的是,Inconel和钛合金需要没有倒棱的易切削槽型,并采用20-25微米范围的刃口研磨。

材质等级和镀层

刀具的性能主要由基体特性和耐磨镀层决定。刀片基体通常会在韧性和硬度之间取得平衡。高韧性材质等级具有出色的抗冲击特性,适用于处理断续切削、某些难加工工件材料和刚性不足的加工设置。与此不同,耐磨材质等级具有加工耐磨工件材料所需的硬度。

镀层的作用在于提供额外的耐磨和耐热特性,从而进一步完善刀具性能。基本镀层包括TiN(氮化钛)等通用型材料,在不涉及高温加工的黑色金属应用中具有良好的成本效益和性能。更为先进的镀层材料为AlTiN(氮化钛铝)。这种镀层较基本镀层更为昂贵,但也具有更好的耐高温特性,使其成为钛合,基合金和铸铁铣削等难加工应用的选择。在某些工况下,这种镀层的耐高温特性使干式加工成为可能。每个刀具制造商都开发了自己特有的基本镀层概念;例如,在金刚甲镀层中,氧化铝外层的原子结构受到控制,从而大限度地提升表面光滑度、延长刀具寿命并增强高速性能。

方肩铣刀片和玉米铣刀片

铣刀通常配置用于处理特定的加工工况。方肩铣刀在刀具外缘周围具有一排径向排列的刀片,适用于轴向切削深度小于单一刀片的切削刃长度的工况。要获得更大的切削深度,可采用具有轴向交错排列刀片的玉米铣刀进行开槽、型腔加工和斜坡铣,以及圆周和螺旋插补铣削。

铣刀的齿距,或者说铣刀刀片的间距,将对其性能产生影响。疏齿齿距(大间距)刀具适用于机床功率和刚性不足,或刀具安装在接长杆或用于深轴向切削的工况。与此不同,密齿刀具用于大功率机床上的刚性设置中时,可以大限度地提高金属切除率。如果机床功率和刚性不足,密齿刀具会导致振动。

提升精度

在精度方面,整体硬质合金刀具的跳动量普遍小于可转位刀具,而且它们通常可实现更好的表面粗糙度。因此,很多工况采用可转位刀具进行粗加工和半精加工,然后采用整硬立铣刀进行精加工。另一方面,包括Turbo10在内的一些刀体采用了精磨刀片座,以大限度地减少刀片质地不均的情况,从而提升加工精度并延长刀具寿命。

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