新型刀具有效提高生產(chǎn)效率

目前，國內(nèi)常見的鑄鐵平面銑刀大致分為兩大類，即：密齒銑刀和常齒銑刀。常齒銑刀具有正軸向前角和正徑向前角，可用于鑄鐵和鋼件等材料的加工，通常被用于加工中心或普通銑床等設(shè)備上。常齒銑刀本身的應(yīng)用范圍廣，靈活性好，切削力輕快，所需的機(jī)床功率小，加工表面質(zhì)量好。與密齒銑刀相比，常齒銑刀的缺點是，齒數(shù)少、效率低、刀片刃口強(qiáng)度相對較弱。

     為了適應(yīng)汽車工業(yè)的新材料和新工藝，刀具制造商致力于新產(chǎn)品研發(fā)。萬耐特公司的Penta-Saf平面銑刀就是常齒銑刀中的佼佼者。

精妙的設(shè)計

     Penta-Saf銑刀基于雙正前角設(shè)計，在刀體上有15°的正前角，安裝上正前角的刀片，可以獲得一個25°的大工作前角。這一設(shè)計決定了Penta-Saf銑刀的使用范圍十分廣泛，可以用于鋼件、不銹鋼、鑄鐵、耐熱合金及有色金屬的加工。

    Penta-Saf銑刀的刀片采用五邊形設(shè)計。與市場上最常見的正方形刀片相比，在不損失最大切深的前提條件下有著更好的經(jīng)濟(jì)性，且刀片的硬質(zhì)合金部分比正方形刀片還要多出30％。此外，刀片的定位方式也是Penta-Saf銑刀最為關(guān)鍵的設(shè)計環(huán)節(jié)。

Penta-Saf銑刀的主要特點如下：

1. Penta-Saf銑刀定位面的方向是迎著切削力的方向，從而保證在加工過程中刀片可以緊緊地壓在刀片座內(nèi)，不會因為切削力使刀片發(fā)生位移或偏轉(zhuǎn)。而 45°裝的傳統(tǒng)正方形刀片的銑刀通常存在這個問題，刀片有磨損。當(dāng)切削力增大的時候，45°裝正方形刀片銑刀的切削噪音會明顯增大，而Penta-Saf 銑刀則不會。

2. 由于采用五邊形刀片和60°主偏角的設(shè)計，Penta-Saf銑刀可以讓刀片在軸向上更接近工件表面，減小了刀片的懸伸，大大提高刀片的強(qiáng)度。

3. Pnta-Saf銑刀刀片自身的硬質(zhì)合金部分對切削力的抵抗能力明顯要強(qiáng)很多。從圖1和圖2中標(biāo)有4的部分不難看出，五邊形刀片的硬質(zhì)合金面積要比正方形刀片大出一倍。

圖1 五邊形刀片的受力分析

圖2 傳統(tǒng)正方形刀片的受力分析

4. Penta-Saf銑刀采用5.47mm的加厚刀片，增加了刀片的強(qiáng)度。

加工案例

    在一系列鑄鐵銑削的應(yīng)用中，尤其是在機(jī)床、工件和夾具的剛性較弱，刀具懸伸較長和機(jī)床功率較小時，Penta-Saf銑刀有著極其出眾的表現(xiàn)。 實例一：

    零件為汽車撥叉，工件材料為球墨鑄鐵；機(jī)床采用德國進(jìn)口臥式加工中心；刀具要求懸伸較大，切削為斷續(xù)切削，切深3～4.5mm；使用乳化液進(jìn)行冷卻；刀盤直徑為80mm，銑刀齒數(shù) Z為6，表面粗糙度要求為Ra6.3。

    競爭對手刀具的使用情況：刀盤主偏角為45°，采用正角正方形的刀片，線速度Vc=250

m/min，轉(zhuǎn)速n=1 000r/min，每齒進(jìn)給量fz=0.133mm/z，進(jìn)給速度F=800mm/min。切削很輕快, 但刀片刃口總是發(fā)生崩裂，最終加工了350件。   Penta- Saf銑刀的使用情況：刀盤主偏角為60°，采用正角五邊形刀片，線速度Vc=230m/min，轉(zhuǎn)速n=900r/min，每齒進(jìn)給量fz=0.15 mm/z，進(jìn)給速度F=800mm/min。切削輕快,表面光潔度保持良好，加工了550件，而且刃口情況良好，屬于正常磨損。

    最終，Penta-Saf銑刀增加了55%的刀片壽命。由于競爭對手的刀片只能轉(zhuǎn)位四次，而Penta-Saf銑刀的刀片可以轉(zhuǎn)位五次，使得加工成本再降低25%。

實例二：

    零件為液壓叉車轉(zhuǎn)節(jié)，工件材料為球墨鑄鐵；機(jī)床采用日本進(jìn)口臥式加工中心，機(jī)床剛性好；銑刀直徑是100mm，切深是4～5mm；零件加工部位剛性較差；采用壓縮空氣冷卻；要求的表面粗糙度為Ra3.2。

    競爭對手刀具的使用情況：刀片形狀是負(fù)角四邊形，線速度Vc=230m/min，轉(zhuǎn)速n=730r/min，齒數(shù)Z=8，每齒進(jìn)給量fz=0.12 mm/z，進(jìn)給速度F=700mm/min。由于是負(fù)前角切削，阻力很大，刀片磨損很快，光潔度不良，噪聲越來越大，最終壽命僅為23件。

     Penta-Saf銑刀的使用情況： 刀片形狀是正角五邊形，線速度Vc=250m/min，轉(zhuǎn)速n=800 r/min，齒數(shù)Z=7，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fz=0.15，進(jìn)給速度F=850mm/min。Penta-Saf銑刀切削輕快， 表面光潔度保持良好，加工了48件。

    最終，Penta-Saf銑刀在提升效率的同時，增加了48%的刀片壽命。