哈尔滨中天数控工具有限责任公司
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行业动态

      众所周知,对于许多专业术语,不同的人有不同的理解。铣槽这个词就是如此。

  号恩(HORN)美国公司销售经理Duane Drape认为,名词术语经常混淆不清。‘铣槽(groove milling)’与‘铣缝(slot milling)’或‘开槽(slitting)’等术语之间的差异很难明确界定。

  山特维克可乐满(Sandvik Coromant)应用与开发项目协调人William Durow也认为,铣槽与铣缝和开槽基本上就是一回事。该公司提供全系列的CoroMill可转位刀片式槽铣刀。

  瓦格斯(Vargus)美国公司产品经理Michael Trimble表示,对我们来说,槽铣刀就是切削速度和进给率比传统开槽刀具(如半圆铣刀)更高的铣槽刀具。

  车槽与铣槽

  工件上的沟槽可以通过车削或铣削方式加工。伊斯卡(Iscar)公司GRIP产品经理Matthew Schmitz说,如果能在车床上加工沟槽,你*好这样做。几乎在每种情况下,铣削沟槽都要比车削同样的沟槽花费更多时间。该公司提供的TANG、 GRIP、CHAMSLIT和MULTI-MASTER系列刀具产品中也包括各种槽铣刀。

  Schmitz还指出,如果被加工沟槽形状不同于常见的平行槽壁,铣槽加工将变得更困难,而且可能需要成本更高的专用槽铣刀。他说,只有在少数情况下,应该考虑用铣槽来替代车槽。这些因素包括工件的形状或尺寸、车间的加工能力、控制切屑的需要、为了取消额外的加工设备,以及在无需增加设备的情况下控制工件特征的尺寸公差。 此外,Schmitz认为,由于车槽加工采用单点切削刀具,因此其加工精度比铣槽更高。

  Drape并不完全赞同车槽精度更高的观点,他认为这要取决于具体的加工。但他指出,铣槽是使用旋转刀具,因此加工表面上有较多的圆齿型刀痕。

  此外,铣槽是一种断续切削,切屑通常能分断为易于处理的短屑。而车槽属于连续切削,会形成不易处理的长条形切屑。

  整体式与刀片式槽铣刀

  整体硬质合金槽铣刀是在刀柄前端用螺钉固定一个可更换的刀头(或刀片)。刀片式槽铣刀则是采用安装在刀体上刀座中的可转位刀片。

  Drape说,根据加工直径要求,我们可以提供整体式和刀片式槽铣刀。刀片式槽铣刀可能不适合加工小内径孔中的沟槽。我们通常在直径超过10mm时才会采用刀片式槽铣刀。

  随着直径的增大,整体硬质合金刀具的成本也会逐渐增大,因此,大直径沟槽是刀片式槽铣刀的用武之地。Draped补充说,使用刀片式槽铣刀可能遇到的问题是,其加工精度可能没有整体硬质合金槽铣刀高,这是因为刀片式铣刀上有可更换部件,因此不可能保持与整体式铣刀相同的精度。

  瓦格斯公司的Trimble指出,当直径足够大时,可转位刀片式槽铣刀具有更好的经济性。比如说,整体硬质合金槽铣刀的价格为150美元,刀片式槽铣刀的刀体价格也是150美元,有3个或6个刀齿的可更换刀头(刀片)价格为25美元。如果整体式和刀片式槽铣刀都可以加工1,000个槽,那么从长期来看,整体硬质合金槽铣刀的使用成本更高,因为一旦刀具磨损,用户就必须再购买一把全新的刀具(瓦格斯公司不建议对磨损的槽铣刀进行重磨)。如果使用刀片式槽铣刀,用户只需每次支付25美元更换一个刀头即可。该公司提供Groovex系列整体硬质合金和可转位刀片式槽铣刀。

  无论是整体式还是刀片式槽铣刀,都能加工简单的直线槽和圆周槽槽底为矩形或半圆形的凹槽(如用于安装孔用弹簧挡圈或O形圈的槽)。

  由于刀片式槽铣刀可以更换刀头或刀片,因此在材质牌号和几何形状上具有更大的灵活性。此类刀具可用于铣削斜槽、倒角、切断以及铣削齿廓、半圆键槽和T型槽等多种加工。

  槽铣刀还能用于铣削螺纹。Drape说,铣削螺纹实际上就是铣削螺旋槽。螺纹就是一种槽壁倾斜60°、55°或30°,沿着工件圆周螺旋上升的槽,虽然需要用不同形状的刀具加工,但其加工原理与铣槽是相同的。

  锯片铣刀与切口铣刀

  锯片铣刀通常用于加工深度约为几英寸的矩形窄槽。Drape说,这种铣刀加工的槽深通常大于槽宽。

  为了区分锯片铣刀(slitting cutter)与切口铣刀(slotting cutter),伊斯卡公司解释了二者的区别:锯片铣刀是一种薄片型铣刀,其上安装的刀片与车削加工常用的切断刀片或车槽刀片类似;切口铣刀也是一种薄片型铣刀,但其上安装的刀片与常见的铣刀片类似。据该公司介绍,锯片铣刀通常用于加工宽度小于6.35mm的窄槽,而切口铣刀可加工的槽宽范围更广一些。不过,两者的加工范围可能会有一些重叠。 上一页 1 2 3 4 下一页

  Schmitz说,由于锯片铣刀相当昂贵其上需要安装许多价格不菲的刀片,因此只有在确有必要时才会使用它。但对于那些既长又深的槽,用锯片铣刀(而不是切口铣刀)进行加工可能具有更好的经济性。例如,一把直径为150mm的锯片铣刀上装有12枚单刃刀片,每枚刀片的价格为14美元,即刀片总价为14×12=168美元。如果刀体价格为800美元,则该锯片铣刀的成本接近1,000美元。一把直径150mm的切口铣刀上装有16枚四刃刀片,每刃成本约为4.30美元,刀片总价为4.30×16=68.80美元;刀体价格约为1,500美元。虽然切口铣刀的初始购买成本较高,但与锯片铣刀相比,切口铣刀每次刀片转位的成本要低100美元。而在本例中,切口铣刀上只有一半刀齿是有效刀齿。换句话说,只有8个有效切削刃(对置刀片),与对应的锯片铣刀相比,加工效率要低20%.此外,与对应的锯片铣刀相比,切口铣刀能够承受的切屑负荷相对较小。

  Schmitz说,因此,你始终需要权衡锯片铣刀与切口铣刀的优势和劣势,看哪种刀具*适合自己的加工条件。长期来看,锯片铣刀的刀具成本可能更高一些,但有些用户认为,由于提高了切削性能,增加的刀具成本物有所值。另一些用户为了降低总的刀具成本,则宁愿牺牲一部分加工性能。

  排屑问题

  排屑是任何金属切削加工都不容忽视的问题,在铣槽加工中更是至关重要,因为铣槽时切屑更容易卡在槽中,并被刀具二次切削。不过,通过对槽铣刀的优化设计,有助于提高其排屑性能。

  槽铣刀采用错齿结构设计可以帮助断屑。Schmitz表示,我们的切口铣刀采用了对置刀片设计。因此,如果铣刀上有10枚刀片,其中只有5枚刀片是有效切削刃。当一枚刀片铣削沟槽顶面时,它后面的那枚刀片则反向切削底部槽壁。与用单一宽度刀片加工相比,这种刀片设置方式除了有助于断屑外,还可以加工出更窄的槽,并能提高排屑性能。

  一般来说,切口铣刀的切削刃与槽壁呈90°直角。这种切削角度会迫使切屑流入槽的侧壁。伊斯卡的槽铣刀将90°切削角改为70°或60°切削角,从而可使切屑转向离开槽壁,避免了损害槽壁表面质量。

  此外,目前大部分槽铣刀都具有内冷却功能,可以利用冷却液冲走切屑。

  铣削深槽可能也颇具挑战性。Schmitz说,当沟槽深度增加时,需要成倍增大铣刀直径。如果槽深增加25mm,则铣刀直径至少需要增大50mm.

  山特维克可乐满的Durow指出,加工耐热高温合金(如Inconel合金)时,会产生大量切削热。他说,当你切削既深又窄的沟槽时,切削热‘无路可走’,只能传入刀具之中,这不可避免地会使刀具性能恶化、寿命难以预测。你需要采用小切深多次走刀的方式每次走刀的切深至少为刀具直径的 15%-25%直至达到要求的槽深。这种加工方式有助于防止切削热传入刀具。

  铣槽加工技巧

  进给率的控制在铣槽加工中至关重要。Schmitz说,采用多大的进给率在很大程度上取决于槽宽和刀具宽度。如果被加工的槽很窄,就必须考虑槽铣刀是否具有足够的强度和刚度。

  Durow指出,用圆弧插补方式铣槽时,如果是加工内径槽,就需要减小进给率;如果是加工外径槽,则需要增大进给率。他说,内径槽与外径槽的加工编程有一些不同之处。必须基于刀具的中心线进行编程。要了解切屑变薄的危险性,并据此编制出确保铣刀进给率既不过大也不过小的加工程序。

  对于孔中的内部沟槽铣削,编程进给率通常采用内孔中心处的进给率。按内孔圆周处计算出的进给率与其不一样,而它对于槽铣刀来说往往偏高,因此应酌情降低。

  至于外部沟槽铣削,情况正好相反:按圆周处计算出的进给率对槽铣刀来说往往偏低,因此应适当予以提高。

  伊斯卡的Schmitz指出,铣槽时,刀齿应始终保持吃刀状态。他说,机床主轴*好一直处于承载状态,这对任何铣削加工都适用。如果铣削过程中主轴有时处于空载状态,就可能出现主轴抖动现象(通常还伴随着切削时发出的锤击声),从而造成主轴损坏,并导致刀具失效。因此,在铣削浅槽时,*好使用齿间距较小的铣刀。这样可使铣刀始终保持承载状态。

  *后,号恩公司建议,为了达到*大切深,可以45°-180°的坡铣角开始切削。如果槽铣刀直接径向切入,就会形成较长的接触角,从而引起振动。 Drape说,用铣刀直接切至全槽深是*快的加工方式,但这样做会导致工件发生颤振。因此,我们建议,铣刀从开始切入工件直至达到全槽深,在工件直径上走刀的长度不应小于90°(即1/4周)。如果由于其他因素(如夹具刚性不足或刀具悬伸太长),仍然存在颤振现象,则可将达到全槽深的走刀距离延长到 180°甚至360°。这样做实际上减轻了工件承受的压力,有助于消除颤振。

来源:中国刀具网

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