消除軸向與徑向刀片位移 延長刀具壽命

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為滿足更高的性能標(biāo)準(zhǔn)或更低的單位成本，加工中心與多任務(wù)機(jī)床正在不斷更新?lián)Q代，可轉(zhuǎn)位刀片能夠顯著降低成本。不過隨著切削速度的提高，要獲得高質(zhì)量的加工、更長的刀具壽命、穩(wěn)定的生產(chǎn)和一致的加工結(jié)果，刀片的穩(wěn)定性必須更好�，F(xiàn)在的機(jī)加工車間必須重視刀片在徑向和軸向的微小位移，才能保持更高的切削速度，延長刀具壽命并生產(chǎn)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。 

　　現(xiàn)在，山特維克可樂滿的新型iLock接口能獲得極佳的刀片保持力。 

　　對某些切削力使刀片靠向刀片座側(cè)壁從而使刀片獲得很好的支撐和定位的工序來說，常規(guī)刀片座典型的三點(diǎn)定位方式仍然有效。而其他一些加工，例如仿形車削、高速加工、螺紋切削和精銑等，則對刀片夾持的穩(wěn)定性要求更高，常規(guī)方法已無法滿足這種要求。 

　　刀片夾緊不安全的風(fēng)險 

　　高速加工時作用在刀片上的離心力非常大。例如，在主軸速度高達(dá)40000r/min的高速切削期間，如果硬質(zhì)合金刀片(假定重0.015kg)從直徑40mm銑刀的刀片座中松脫，那么刀片將以84m/s的速度飛出——這相當(dāng)于從手槍中射出子彈。 

　　常規(guī)的刀片夾緊方式無法避免刀片產(chǎn)生微崩刃或刃線破裂進(jìn)而出現(xiàn)刀片失效的刀片細(xì)微位移。這就使得在高速切削期間不得不頻繁換刀，其結(jié)果是既耗時又費(fèi)錢。更長、更可靠且可預(yù)測的刀具壽命是確保加工高效、經(jīng)濟(jì)及成功的關(guān)鍵所在。 

　　如何獲得小公差和更長的刀具壽命 

　　我們可看到市場上不斷增長的多種需求。制造公差越來越小，對表面光潔度的要求越來越高，并且也要求機(jī)加工車間與其客戶做到步調(diào)一致。刀具必須能執(zhí)行多任務(wù)工序，或者集成在多任務(wù)裝置中，零件變得更加復(fù)雜，而保持市場競爭力則需要不斷提高生產(chǎn)效率。這些因素的累積對穩(wěn)定性提出了更高的要求。在很多切削工序(不僅僅是精密加工)中，切削刃或刀片即使出現(xiàn)細(xì)微的位移都是無法接受的。 

　　重視刀片的微小位移 

　　仿形車削工序中刀具路徑的變化會在刀片上施加額外的徑向力，由此導(dǎo)致刀片在刀片座內(nèi)部出現(xiàn)非常輕微的位移，當(dāng)這些一般不超過幾微米的微小位移不斷地重復(fù)出現(xiàn)時，就足以使切削刃出現(xiàn)較大移位，從而導(dǎo)致加工性能下降，在精加工工序中尤其如此。而尺寸精度、刀具壽命和切屑控制也會因此而受到影響。 

　　在刀片調(diào)整或轉(zhuǎn)位時，刀片位移會影響定位精度。傳統(tǒng)車刀中刀片和刀體有關(guān)的配合公差不可能獲得較高的切削刃重復(fù)定位精度。雖然這樣已經(jīng)足夠滿足某些工序的要求，但需要更好的刀片和刀體接口的加工應(yīng)用正日益增多。 

　　仿形車削中切削深度和進(jìn)給方向的不斷變化通常要用較長的尖角刀片來應(yīng)對，這就產(chǎn)生有了所謂的“杠桿效應(yīng)”：不斷變化的切削力的作用點(diǎn)離刀片座和刀片夾緊螺釘相對較遠(yuǎn)，這樣會迫使切削刃出現(xiàn)非常細(xì)小的錯位，傳統(tǒng)的刀片座支承側(cè)面會因此很快產(chǎn)生塑性變形，對刀片穩(wěn)定性的不利影響逐漸加大。通常，在距設(shè)定的換刀間隔或生產(chǎn)批量遠(yuǎn)未達(dá)到前，加工能力就已經(jīng)顯著下降了。 

　　安全的刀片夾緊 

　　對旋轉(zhuǎn)刀具的還有其他影響因素包括質(zhì)量不平衡、軸向和徑向跳動量。在高主軸轉(zhuǎn)速下，刀片夾緊變得非常重要，如何安全和精確地夾緊刀片對加工能力與切削速度來說至關(guān)重要。 

      此外，切削速度的增大需要用到結(jié)構(gòu)簡單、精密可調(diào)從而獲得最小跳動的平衡過的刀具，夾持它們的刀柄或夾頭也應(yīng)具有極好的性能。機(jī)加工車間要求在旋轉(zhuǎn)刀具中可轉(zhuǎn)位刀片定位精確，沒有刀片位移的風(fēng)險。 

　　刀片與刀體之間iLock接口的研發(fā)得益于用于沉割槽加工、端面切槽、鏜削和某些車削與仿形加工工序的CoroCut切斷與切槽刀具的經(jīng)驗(yàn)。由于需要承受更高的橫向切削力，因此一種新型的刀片接口應(yīng)運(yùn)而生：這種位于刀片底面的V形導(dǎo)軌面正好與刀體中對應(yīng)的槽相配合。經(jīng)過進(jìn)一步的開發(fā)與測試，第一種iLock高精度接口誕生了。此類接口在機(jī)械彈性與堅(jiān)固性之間達(dá)到很好的平衡，適合現(xiàn)有工序所涵蓋的刀具材料和所用的切削工藝。iLock接口推出后，用戶可以直接感受到其帶給車削、銑削與螺紋切削的好處。 

　　車削 

　　作為iLock概念的一部分，CoroTurnTR可以提高車削性能與優(yōu)化加工結(jié)果。仿形加工更容易使刀片出現(xiàn)微小位移，因?yàn)樽饔迷诔Ｒ姷腄形或V形刀片上的切削力使得在刀片座中的刀片受力狀況非常不好，類似“大懸伸”一般。 

　　TRT型導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)將刀片精確地定位于刀體的刀片座中，并使切削刃的位置始終保持高穩(wěn)定性。仿形車削刀片要經(jīng)常改變進(jìn)給方向，還要應(yīng)對在外圓車削、端面車削、仿形車削和凹槽車削時的切削深度的變化。T型導(dǎo)軌接口能夠防止刀片出現(xiàn)影響精加工的零件尺寸精度和表面光潔度的微小位移。刀片的T型導(dǎo)軌幾乎就在切削刃的下方與刀體相應(yīng)部分配合，夾緊螺釘?shù)娜蝿?wù)只是把刀片向下壓向刀體上相應(yīng)的T型導(dǎo)軌接口。 

　　即使在直線車削工序中，iLock接口也可避免生產(chǎn)效率下降。其好處包括更短的加工時間，這是由于無需通過降低進(jìn)給率或/和切削深度來消除可能的刀片位移，從而提高了生產(chǎn)效率。最終結(jié)果是更好和更一致的零件質(zhì)量、更長且可預(yù)測的刀具壽命以及減少了因刀具偏置而引起的停機(jī)次數(shù)。當(dāng)加工余量較小時，由于切削刃的定位很好，因而切屑控制也比常規(guī)產(chǎn)品好。由于重復(fù)定位精度很高，CoroTurnTR也提高了切削刃預(yù)調(diào)的能力。 

　　銑削 

　　由于主軸速度不斷提高，并且加工質(zhì)量一致性也愈發(fā)關(guān)鍵，因此對銑刀而言，刀片的夾緊和定位就變得更為重要。為了獲得令人滿意的高速加工性能，就需要格外重視刀片夾緊的安全性與精度。 

　　銑刀的徑向跳動量會影響到刀具的平衡，當(dāng)切削速度和主軸速度提高時，這種特性就變得更加重要，因?yàn)榧词购苄〉奶鴦恿恳矔�影響到性能與安全。 

　　刀片定位可直接影響銑削零件的表面質(zhì)量。例如，精加工直角臺階面時，切削刃在刀體上的精度會影響接刀誤差；同樣，面銑刀刀片切削刃的軸向跳動對被加工零件的表面具有決定性影響。 

　　對于當(dāng)銑削型腔或類似特征時常見的坡走銑這類的工序，切削力因刀具路徑而變化，作用在刀片上的壓力有使其在刀片座中位移的趨勢。采用iLock技術(shù)牢牢地夾緊刀片能夠防止出現(xiàn)刀片的微小位移，并提供這些工序(很多都采用高速加工技術(shù))所要求的高安全性。 

　　iLock接口專為滿足現(xiàn)代機(jī)加工車間對高穩(wěn)定性、高安全性、質(zhì)量一致性、刀具壽命的可預(yù)測性以及高主軸速度等日益增長的需求而研發(fā)。為了獲得更高水平的切削性能，就不能局限于ISO標(biāo)準(zhǔn)。由于刀片固定得非常到位，因此iLock可提供更高的能力。這種好處已在許多銑削和車削應(yīng)用中得到證明。螺紋車削是一種非常依賴于高精度刀片定位的應(yīng)用。將iLock技術(shù)擴(kuò)展至該領(lǐng)域大大提高加工性能和加工質(zhì)量。