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机床刀具最大性能铣削甚至可用于轻载机床上加工诸如钛和耐热合金类难加工材料。只要掌握好加工的基本原则并用CAM系统生成必要的刀具路径,任何人都可以采用此方法进行铣削加工。
如今的CAD/CAM软件系统可通过在高速摆线刀具路径中精确控制吃刀弧长(注:摆线刀具路径是在沿一根直线滚动的圆上一个固定点所形成的曲线路径),而获得极高的切削精度。即使当铣刀切入转角或其它复杂几何形状时,其吃刀量也不会增大。为了充分利用这种技术进步,刀具制造商设计开发了先进的小直径铣刀。与直径较大的铣刀相比,小直径铣刀价格更低,而且通过采用高速刀具路径,往往能在单位时间内切除更多工件材料。这是因为大直径铣刀与工件的接触表面更大,因此需要降低进给速度,采用更为传统的小进给率。因此,小直径铣刀反而能获得更高的金属去除率。
不过,刀具设计者仍然需要确保这些小直径铣刀不仅适用于摆线切削,还要与被切削的工件材料相匹配。如今,许多高效刀具的几何刃形都是针对特定的被加工材料和所采用的切削技术而专门设计的。例如,采用优化的刀具路径,可用一把6刃铣刀在硬度达HRC54的H13钢上铣出全槽。用一把直径为12.7mm的铣刀即可切制出宽度为25.4mm的槽。如果用直径12.7mm的铣刀加工宽度为12.7mm的槽,刀具就会与工件产生过多表面接触,并导致刀具很快失效。一项有用的经验法则是:使用直径约为工件最窄部位尺寸1/2的铣刀。在本例中,工件最窄部位是宽度为25.4mm的槽,因此,所使用铣刀的最大直径不应超过12.7mm。当铣刀半径小于工件最窄部位尺寸时,刀具就有左右移动的空间,并能获得最小的吃刀角度。这意味着铣刀可以采用更多的切削刃和更高的进给率。
在过去十年内,端铣出现了多种进展,包括新的刀具结构设计、韧性好且耐磨的硬质合金材质、可减少机床和刀具振动并缩短加工时间50%以上并延长刀具寿命的刀具路径。这种去除金属的新方法甚至可用于轻载机床上加工诸如钛和耐热合金类难加工材料。只要掌握好加工的基本原则并用CAM系统生成必要的刀具路径,任何人都可以采用此方法进行铣削加工。
在采用最大性能铣削(maxi-mum-performance milling,MPM)方法之前,制造车间采用传统的铣削方法,即采用中低的进给和切削速度用于重切加工。通常,切削宽度达到刀具直径的80%以上,切削深度达到刀具直径的100%以上。
尽管采用传统方法的每次走刀可切除大量材料,但经常会导致刀具刃口微崩刃,并产生不可预期的结果和缩短刀具寿命。另外,此方法会产生大量切削热,需要采用特殊的刀具涂层来应对。对立铣刀来说,需要合理设计刀具的径向前角和芯部直径来实现重切。如果采用特殊波纹刃口设计的粗加工立铣刀或玉米铣刀,则可用来断屑并减轻重切时的刀具变形。。