欢迎进入上海值信机电科技有限公司官方网站!

设为首页| 收藏本站

 

 

全国服务咨询热线

行业资讯您的位置:主页 > 新闻资讯 > 行业资讯 >

开发新型刀具 推动现代切削技术进步
2017-06-15

近几年来,工具行业为汽车和摩托车、高速列车、航空航天和模具等行业开发的各种新型刀具,具有高效或创新工艺的特点,对推动这些行业加工技术的进步起到了重要作用。


  1.应对用户行业需求各领先公司频推新品

 


  如德国Guhring公司推出的加工铝合金缸盖用的成套刀具(包括面铣刀、导管孔阀门座复合镗刀、阶梯孔镗刀、整体硬质合金直槽钻、阶梯钻、鍃钻等);日本东芝公司的高效陶瓷铣刀、金刚石铣刀(铣削速度高达4000m/min)及硬质合金孔加工刀具;Sandvik公司推出的CoroPak08.1新一代高效刀具(覆盖了铣削、车削和钻削等领域),如CoroMill490高效方肩铣刀,一次走刀即可生产出成品(最大吃深可达5.5mm),也可用於轮廓加工和刃边切削,甚至用於槽铣。

 


  还有Iscar公司新研发的SUMO(束魔)全系列刀具产品,如用於模具加工而能替代高速钢(HSS)立铣刀和整体硬质合金立铣刀的变形金刚立铣刀、适於铣深腔(切深达8mm)的风火轮铣刀,以及高进给率密齿型铣刀(用迷你型蝴蝶刀片)、可高效铣削的UPGRADE铣刀、能同时完成粗精加工的波形刃立铣刀;日立公司新研发的ASR多刃型高进给圆弧角铣刀,能对模具型腔进行小切深高进给加工,用Φ32mm-5刃圆弧角铣刀(使用JX1045超润滑涂层刀片)铣削40CrMnMo7钢材时,切削用量为:铣削速度300m/min(转速3000r/min),进给速度为过去2刃铣刀的2.5倍,可达50m/min,每齿进给量3.3mm/z,切深0.3mm。

 


  山高车削新材质等级TP3500已於近日全新推出,这使得该公司用於ISOP应用领域(钢件车削)的DuratomicTM材质等级系列进一步得到充实。TP3500的良好韧性能满足更多客户的需求,它提供的韧性水平同样也适於ISOM应用领域(不锈钢车削)。

 


  TP3500在各种加工(从精加工到重载断续切削)中均能发挥出同样的高超性能。无论是处理粗加工和断续车削、小零件车削还是不锈钢车削,即便是恶劣的工况,新型DuratomicTP3500材质等级的高韧性都将确保加工的高效率。TP3500可靠、通用,而且干、湿加工均可。因此,它是采用混合生产时的一个理想选择。

 


  值得一提的是,为满足汽车制造业和其它行业不断增长的需求,Kennametal集团旗下德国WIDIA公司开发出了一系列成套高效刀具。在加工曲轴方面,它拥有曲轴内铣、曲轴高速外铣、车拉、车车拉等各种高效专用刀具。如采用多排车车拉刀具,可32秒加工出一根曲轴,据称世界上已有1800多个用户在使用WIDIA公司专用刀具进行曲轴生产。

 


  美国Kennametal公司近年来推出的SPF钻头和HarviⅡTM系列整体立铣刀,深受用户青睐,前者适於加工航空航天工业中的碳纤维强化聚合物基复合材料(CFRP),这种材料大量地使用在机翼、机身、尾翼、推进和着陆等装置中。

 


  SPF钻头的钻尖具有特殊几何形状,使得钻头定心性好且令刃口十分锋利,避免了钻孔时产生分层和纤维不能切断的现象;钻头的基体材料为整体硬质合金,表面是多层光滑的CVD金刚石涂层,故其耐磨性高、排屑性能好,钻头的使用寿命可达普通PCD(聚晶金刚石)钻的2倍以上。

 


  HarviⅡTM系列整体立铣刀是加工不锈钢及钛合金、镍基合金等耐加工材料的专用刀具,其特点是5刃、38°大螺旋角、带刀尖圆角、刃间非对称设计、刃沟截面形状为抛物线、采用AlTiN(MT)涂层,因此能适应高效率加工。

 


  与此同时,一些非常通用、经济且高效的刀具也以其能够为用户带来最大经济效益的竞争优势,成为领先性厂商热推的新品。山高於今年10月全新推出的DoubleOctomill双八面刃平面铣刀便是这样一款产品,它同时适用於粗、精加工。

 


  这款双八面刃平面铣刀使用正前角刀片,刀片拥有16个切削刃。刀片座采用创新设计的HSS定位销,无需对刀仪就能使刀盘的跳动量处於很低的水平,而且高硬度的HSS定位销(HRC65)能确保刀片座具有极长的使用寿命。大修光刃(2mm)与极高精度结合的新型刀片设计使得轴向跳动量可达到最佳状态,故这种新型双八面刃铣刀帮助用户进一步缩短生产周期,并有效节约了成本。

  DoubleOctomill双八面刃铣刀的硬镀层(HV700)并不仅仅体现出刀具的高质量,其还能起到保护刀具避免磨损的作用,同时防止切屑焊到刀体上。该系列目前有三种不同齿距—正常齿距、疏齿和密齿,可为不同的机床和材料提供最优化的生产率。针对不同的齿距采用不同的刀片锁紧解决方案,使加工操作更简易且更具安全性。


  2.多功能刀具与特殊结构的刀具相继面世


  利用数控机床的柔性和多功能刀具发展组合加工是当前切削加工的一个显着特点。

  日本三菱公司开发的OCTACOT多功能铣刀可安装八角形刀片或圆刀片,在加工中心上完成铣平面、沟槽、台阶、倒角、轮廓加工和斜面等多种加工。

  此外,还可采用一些特殊结构的刀具,如热管刀具和带高压内冷却通道刀具等来降低切削区温度,提高刀具使用寿命。

  热管式车刀与热管式面铣刀也别具特色,它们的结构与普通外圆车刀和硬质合金面铣刀基本相同,所不同的是在车刀刀柄或铣刀的单个刀齿内部制成了热管。


  热管刀具是一种自冷却刀具,它可大大降低切削温度(热管的热导率要比相当的银、铜棒高几百倍),提高冷却效果,故无需再从外部浇注切削液,尤其适於在数控机床、加工中心和自动生产线上应用。


  刀具冷却通道的设计也是高速加工刀具结构设计的重要问题。因高速加工时会产生大量热量,而刀具材料的耐热性是有限的,因此采用高压冷却液并通过刀具的供液(油)通道输送到切削区,冷却润滑刀具的切削部位,是提高刀具寿命及其可靠性的有效途径。近几年来,带内冷却供液(油)通道的刀具已从深孔加工刀具扩展到普通浅孔钻、铰刀和立铣刀等产品上。


  例如,Seco刀具公司推出的可更换硬质合金头部的钻头(头部有三种钻型:P型牌号的头部适於切钢,K型适於切铸铁和铝件,M型适於加工高强度钢和耐腐蚀钢)。日本使用的TiN涂层硬质合金单刃铰刀(切削速度高达150-400m/min),它们都是有内冷却供液孔的,并且规格越来越小。据报道,日本三菱公司采用特殊工艺制作的带油孔的MZS硬质合金小钻头,其直径可小到3-4.5mm,油孔直径为0.4-0.6mm。即使切削条件很差的切断刀,目前也有采用这种冷却方法的。供液方式可通过机床主轴或刀夹来实现。


 对刀具装夹的要求

  高速加工条件下,刀具与机床联接界面的结构非常重要,刀具的装夹要牢靠,工具系统应有足够的整体刚性,切削头须能快换。回转刀具的装夹结构除应满足一般切削要求之外(如力和转矩的传递),还应具有高的定位精度和联接刚性,并尽量减小径向尺寸和质量。

  因此,对直线运动刀具,须使用杠杆式和上压式相结合的高刚性夹紧机构。对回转的带柄刀具,不能采用弹簧夹头和螺钉等传统的刀具装夹方法,须用高精度的液压夹头(如德国开发的1:10短锥空心锥柄自动快换夹头)、热缩夹头、三棱静压夹头、内装动平衡机构的刀柄、转矩监控夹头等新品。目前,各种夹头已成为专业化工具厂生产高速切削刀具的配套产品。

  例如Sandvik公司的CoroGrip夹头、日本NT公司的热缩夹头(适用转速可达70000r/min)和“零跳动夹头”(刀具的径向圆跳动≤2?m),以及CT?


  V-G铣刀夹头(最高转速可达30000r/min)等都是与刀具配套供应的。

  该夹头在自由状态下其内孔为三棱形,三棱的内切圆直径小於要装夹的刀柄直径,利用一个液压加力装置,对夹头施加外力,使夹头变形,内孔变为圆孔,孔径略大於刀柄直径,此时插入刀柄,然後卸掉所加外力,内孔重新收缩成三棱形,对刀柄实行三点夹紧。此夹头结构紧凑、对称、精度高,与热缩夹头比较,刀具装卸简单,其加力装置也比加热冷却装置简单。


  为保证高速精密切削时的加工精度和可靠性,刀具装夹到机床主轴上之前须先进行动平衡,以确保加工系统的安全性。Epb公司推出了一种内装动平衡机构的工具系统刀柄,可通过转动补偿环移动内部配重,补偿刀具的不平衡量,而补偿环上的刻度可指示调节量。