削減軸向切屑的厚度好像是一種“蒙人”的加工方法,但實際上這是一種提高進給率的有效方法。不過,看起來至少有點兒“蒙人”。在切屑變薄條件的影響下,每齒加工的切屑厚度不再與其進給的距離相等。相反,切屑變小—也就是說進給的速度可以提高。
球頭立銑刀是用于實現這一目標的最通用刀具。這一刀具只是在其全半徑的情況下才能切削全切屑厚度。如果切削的深度低于那個半徑,也就是說,當切削深度達不到球頭的半徑時,變薄的切屑就開始發生作用。機床可以利用這一效應獲得較高的進給速度,而不需要在刀具的負載上付出更大的代價。
Mike Gadzinski先生是Iscar公司負責培訓的經理,他解釋說,發現這種現象已經有很長一段時間了。但對球頭銑刀對這一效應是否能起到關鍵作用所知不多。凡是較大的刀具也都可以達到這樣的效果。Iscar公司“Feedmill”刀具的鑲刀片具有一個彎曲的外形,這種設計形式是專門為了利用其能夠使切屑變薄的特性,而這類鑲刀片可應用于直徑達1.5 in(1in=25.4mm)的立銑刀上。
實體球頭立銑刀需要采用高速主軸才能高效地切削材料。之所以能夠達到這一目標,不僅僅是因為這一刀具具有較小的直徑,而且是因為其球頭上的切削負載較輕,因此其實際切削的直徑仍然比較小。為什么軸向切屑變薄往往與高速加工有直接關系呢?其主要原因就在于主軸的速度。使用大直徑鑲刀片刀具的優點在于其能夠克服對速度的需求。即使在轉速只有 8000r/min或10000r/min的機床上,一個加工車間也可以達到某些高速加工的優越性能。
鑲刀片切削輪廓的曲面半徑為0.15 in。Gadzinski先生說,采用這一鑲刀片后不需要購置新的刀體,只要改裝一下公司現有的“Helimill”立銑刀的刀體就可以了。因此,用戶可以應用能夠使切屑變薄的鑲刀片進行高速進給的粗加工操作,然后再用更為通用的鑲刀片來銑削加工圓形鑲刀片無法達到的內部圓角。
Iscar公司最近做了一些試驗,以評價如何更好地將軸向切屑減薄工藝應用于銑削加工,因為在這一加工過程中,甚至可使用更大的刀具,主軸的轉速也確實可以大大降低。在采用通用鑲刀片的情況下,一把4in直徑和8個齒的刀具可用于加工SAE 4340材料,此時的切削深度為0.06 in,每齒的進給率為0.006 in,其金屬切削量可達3.35in3/min。然而,當這種鑲刀片被更換成切屑減薄的鑲刀片時,其生產率可以提高6倍以上。在同樣切削深度的情況下,其進給率可提高到每一刀具0.04 in,其金屬切削量可達22.4in3/min。
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