全新可轉位刀片技術(shù)使螺紋車(chē)削大受裨益 |
| 發(fā)布日期：2010-08-06 10:29:10 來(lái)源：傲立機床網(wǎng) 瀏覽： |
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將可轉位刀片精確固定在刀桿中是當今加工業(yè)所面臨的主要挑戰之一。刀片穩固地夾緊在刀具中一直以來(lái)都是重中之重，尤其是涉及到高生產(chǎn)率和零件高質(zhì)量時(shí)，則更加注重消除切削刃的微移動(dòng)現象。切削刃在切削過(guò)程中的微量移動(dòng)往往會(huì )導致過(guò)早縮短的刀具壽命、反復無(wú)常的性能和不能令人滿(mǎn)意的加工結果。 特別是在仿形車(chē)削和螺紋車(chē)削工序中更為明顯。
最近可轉位刀片技術(shù)有了新的突破，已經(jīng)找到使刀片更穩定地固定在刀桿上的方法， 為切削過(guò)程中的穩定性帶來(lái)了顯著(zhù)的提高。同時(shí)，該技術(shù)上的突破為更堅硬、更耐用的刀片材質(zhì)開(kāi)啟了一扇大門(mén)，可靠地縮短了加工循環(huán)時(shí)間。
螺紋牙形出錯……
就螺釘夾緊型刀桿的螺紋加工而言，螺紋牙形出錯是導致質(zhì)量問(wèn)題的最主要原因，具體由公差或表面精度的偏差造成。 螺紋牙形錯誤主要由螺紋車(chē)削過(guò)程中可轉位刀片的微量位移造成，這種微量位移還會(huì )產(chǎn)生更多的負面結果。不合格牙形的產(chǎn)生將限制切削參數并縮短刀片的使用壽命。刀片不穩定的主要后果就是切削刃的破損，特別是在刀尖半徑處的破裂。使用傳統刀具，并選擇適當的緊固螺釘或夾緊方法，在一定程度上會(huì )提高穩定性，然而刀片通過(guò)刀座的改進(jìn)來(lái)實(shí)現更穩定的夾緊還是需要不斷的探討的。
螺紋車(chē)削期間最敏感的時(shí)刻是開(kāi)始切入和結束切出時(shí)。 當鋒利的切削刃開(kāi)始切入，或走刀結束后退出切削時(shí)，切削力的強度和方向會(huì )突然發(fā)生較大的變化，對刀片造成很大影響。在上述兩個(gè)時(shí)刻，刀片最容易發(fā)生位移。 位于刀片上的螺紋牙形的尖端形成一個(gè)針對螺紋的杠桿，迫使切削刃輕微地改變位置，使刀架座里的支撐點(diǎn)變形以及加劇不穩定性。作用在刀片上的不同方向的切削力會(huì )使刀座內的刀片前后移動(dòng)，直至產(chǎn)生不合格的螺紋。事實(shí)上，因位移而更換螺紋車(chē)削刀片的情況比因實(shí)際刀具磨損而更換的情況更多。
為了避免耗時(shí)的機床設置以及盡量減少或消除報廢零件的產(chǎn)生，刀片在刀桿中的簡(jiǎn)易、快速而精確的定位是很重要的。在將刀片定位和固定在刀桿中時(shí)，可重復性也是非常重要的。 通常情況下，由于在螺紋面上有發(fā)生明顯切削痕跡存在的風(fēng)險，因此盡可能地在每次走刀的過(guò)程中避免刀片位移。如果在螺紋切削加工的過(guò)程中需要進(jìn)行刀片更換，那么刀片的精確定位對于保持和實(shí)現可接受的加工結果是關(guān)鍵。與此相結合，考慮到對機床停機時(shí)間的影響，在兩次走刀之間的可重復性也是很重要的。
基于諸多原因，螺紋車(chē)削刀片在刀片槽中的定位和鎖緊的質(zhì)量對實(shí)現高生產(chǎn)效率、安全操作和一致的零件質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用。采用過(guò)去的刀片鎖緊和定位方案，在很多情況下都不可能把刀片緊固在刀片槽中。夾持力、刀墊夾緊和簡(jiǎn)易轉位等方法都已經(jīng)意味著(zhù)妥協(xié)，刀片制造方法的限制已經(jīng)妨礙實(shí)現非傳統解決方案的可能性。
新型可轉位刀片技術(shù)
山特維克可樂(lè )滿(mǎn)開(kāi)發(fā)的iLock解決方案大大提高了刀片定位和鎖緊質(zhì)量，將車(chē)削和銑削工序中的安全性、刀具壽命以及實(shí)現更高生產(chǎn)效率等方面引領(lǐng)到一個(gè)新的水平。就螺紋車(chē)削而言，CoroThread 266體現了iLock解決方案的幾大優(yōu)點(diǎn)，即使在加工過(guò)程中或轉位時(shí)產(chǎn)生很大切削力的情況下，也可使刀片精確而穩固地固定在刀座中。由于螺紋車(chē)削過(guò)程容易受到任何微小不穩定性的影響，因此這對螺紋車(chē)削來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大的突破。
CoroThread 266螺紋車(chē)削系列與傳統的刀片夾緊系統相比，能滿(mǎn)足更高穩定性的要求。刀墊對于螺紋車(chē)削工序是非常重要的，因此已設計成可為刀片在刀桿中的固定提供安全的基礎。通過(guò)刀片座中兩個(gè)牢固的接觸面以及從側面把刀墊固定的螺釘，刀墊為刀片提供必須的緊固和精確的定位。它帶一個(gè)突出軌道形的iLock接口，對應的刀片槽定位在這個(gè)軌道上。
軌道上的定位
刀片夾緊螺釘把刀片保持在軌道上并且在徑向位置和一個(gè)接觸面相靠，提供了很高的穩定性和準確的定位。切削力始終沿著(zhù)固定刀片的軌道進(jìn)行加工，這樣刀座在任何刀片支撐點(diǎn)處都不會(huì )存在受損風(fēng)險。iLock定位軌道垂直于進(jìn)給方向。
重復定位精度很高，使用確保軸向（進(jìn)給方向）±0.05 mm精度的M級-公差刀片和確保±0.01 mm精度的E級-公差刀片。iLock軌道為刀片轉位速度和操作提供方便，而接觸方法和空隙對性能起到?jīng)Q定性的作用。鎖緊軌道的形狀和定位是經(jīng)過(guò)廣泛開(kāi)發(fā)的結果，在刀墊和刀片之間確定精確的支撐點(diǎn)并通過(guò)全新的刀片制造技術(shù)使支撐點(diǎn)保持一致， 由于在刀桿中的刀片夾緊沒(méi)有偏離，因此也能改善夾持。
使用新型刀片材質(zhì)的可能性
螺紋車(chē)削的切削刃要求夠堅硬并且抗磨損，在切削過(guò)程中不易脆裂、沒(méi)有切削刃破裂的風(fēng)險。現代工序中往往會(huì )在切削刃上產(chǎn)生相當大的熱量，使得刀具有必要具有抗塑性變形的能力，如果在發(fā)生塑性變形后繼續使用相同的切削刃長(cháng)時(shí)間進(jìn)行該工序，那么就會(huì )出現快速的后刀面磨損，甚至出現刃口崩裂。
切削刃的塑性變形是螺紋車(chē)削中通過(guò)切削速度提高效率的最大障礙。切削速度提高了，溫度也會(huì )隨之而增加。不合適的刀片材質(zhì)使得切削刃迅速報廢而加工出不合格的螺紋，隨后出現切削刃斷裂。高壓下，鋒利的、帶涂層刀片也存在剝落的風(fēng)險，尤其是當切削刃只有很少一部分區域在進(jìn)行切削時(shí)。在合適的走刀次數下，在預計的刀具使用壽命期間實(shí)現均衡的后刀面磨損是螺紋車(chē)削時(shí)的理想狀態(tài)。
然而，在螺紋車(chē)削中，為了應對特別是在螺紋牙形尖端的機械載荷，應配合使用一定程度的刀片強度，將韌性的需要作為刀片材質(zhì)的一部分。對于需要從內孔進(jìn)行加工的螺紋，這一要求更加明確。鏜削工序總是伴隨著(zhù)刀具的振動(dòng)和讓刀以及排屑的問(wèn)題，因此選擇適當的韌性對性能和可靠性起著(zhù)決定性的作用。
鋒利、堅硬而耐用的切削刃……
是螺紋車(chē)削的必要條件。 因此，PVD（物理氣相沉積）涂層材質(zhì)為螺紋切削提供了最佳的切削刃。 全新解決方案通過(guò)提供更高的切削參數和更長(cháng)、可預測的刀具壽命，為進(jìn)一步優(yōu)化加工工序提供了方法。
細晶粒刀片基底技術(shù)的最新發(fā)展提供了具有高熱硬度的獨特基體，可為需要使用鋒利切削刃的應用場(chǎng)合（例如螺紋車(chē)削、切斷和切槽）以及使用整體硬質(zhì)合金立銑刀時(shí)實(shí)現抗塑性變形。GC1125是一種新的PVD涂層材質(zhì)，針對鋼的螺紋車(chē)削的優(yōu)化材質(zhì)，同時(shí)在其他工件材料領(lǐng)域也表現出很好的性能， 通過(guò)使用更高的切削速度提高生產(chǎn)效率--在螺紋車(chē)削中因為刀具材料的性能原因而通常未能充分利用它的潛力。GC1125基體非常硬，在加上其內在的韌性，可提供安全的切削刃強度。 它是通用的螺紋車(chē)削材質(zhì)GC1020的補充，是很多工序的生產(chǎn)效率優(yōu)化選擇。
微移動(dòng)的消除
消除刀片的微移動(dòng)會(huì )為加工過(guò)程帶來(lái)很多優(yōu)勢。優(yōu)勢之一是，它使我們有能力開(kāi)發(fā)更加耐用的刀片材質(zhì)。與以往彌補切削刃移動(dòng)造成的不良后果，并因此而降低生產(chǎn)力的現象不同，我們現在可以采用適用于更高溫度和更快切削速度的刀片材質(zhì)。 當涉及精密螺紋時(shí)，需要特別注意對刀片本身產(chǎn)生威脅的因素。與傳統的刀片夾緊和“安全材質(zhì)”解決方案相比，CoroThread 266的穩定性與GC1125涂層材質(zhì)的完美組合進(jìn)一步改善了螺紋車(chē)削的加工結果。 |
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