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鋁合金加工刀具對(duì)功率需求具有決定性影響

發(fā)布時(shí)間:2013-08-08

       隨著人們的生活水平日益的提高,人們?cè)絹?lái)越喜歡有金屬質(zhì)感的東西,這也使得鋁制品越來(lái)越應(yīng)用于很多行業(yè)。鋁加工業(yè)在國(guó)內(nèi)一般不外是以普通機(jī)床,精雕機(jī)和CNC加工中心加工完成。針對(duì)鋁件及鋁合金的精密程度來(lái)選擇機(jī)器。因?yàn)殇X的特殊特性,所以不論采用何種加工機(jī)器,刀具對(duì)于現(xiàn)在鋁件生產(chǎn)行業(yè)來(lái)講在效率、壽命工件光澤度方面往往不盡人意。

    “鋁的特性有以如下:相對(duì)鋼和高溫合金來(lái)講,它屬軟金屬,HRC的硬度不高,但它較有韌性。所以對(duì)刀具的相求相對(duì)來(lái)講,更高,軟金屬如果用高硬度的鎢鋼銑刀來(lái)切削,會(huì)使刀刃斷掉,而且刀具壽命很短。它要求是硬度不高,而且不粘刀的優(yōu)質(zhì)刀具來(lái)完成加工,刀只能這樣,才能提高機(jī)器的轉(zhuǎn)速,才能提高效率。”據(jù)國(guó)際模具五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝介紹,中山艾朗精密刀具公司品牌事業(yè)部推出的鋁用專(zhuān)用立銑刀,采用德國(guó)優(yōu)質(zhì)棒材,針對(duì)鋁的特殊特性設(shè)計(jì)、研磨進(jìn)一步解決了加工鋁料、鋁件中產(chǎn)生的毛刺、不光亮、刀具容易磨損等問(wèn)題,致力于提高金屬加工的光澤度,精密度,效率的提高。

    1、適合加工材料:鋁及鋁合金、鋁材、壓鑄鋁件、鋁件、銅合金、鎂合金、鋅合金

    2、有效去除產(chǎn)品周邊毛刺、鈹鋒問(wèn)題等,具有良好的加工品質(zhì)。

    3、采用高剛性刀體設(shè)計(jì),可抑制振顫、使工件表面精度、光澤度良好。

    3、獨(dú)特的刃槽設(shè)計(jì),有利于鐵屑的排泄,使鋁件表光無(wú)毛刺。

    4、負(fù)前角刀刃,可最大限度抑制刀尖崩刃

    由于整體硬質(zhì)合金刀具具有非常鋒利的切削刃和槽型,其在鋁合金精加工中切削力小,并且具有容屑空間大,排屑順暢等優(yōu)點(diǎn),因此整體硬質(zhì)合金數(shù)控刀具逐漸取代了傳統(tǒng)的高速鋼刀具。

    此外,硬質(zhì)合金的彈性模量大約是鋼的3倍,這就意味著在負(fù)載相同的情況下,整體硬質(zhì)合金刀具的變形量?jī)H為可轉(zhuǎn)位刀具的三分之一。整體硬質(zhì)合金立銑刀還可以做成螺旋刃,這樣就能平穩(wěn)地進(jìn)行切入和切出,排屑也很平穩(wěn)順暢,這些都有助于減小切削力的波動(dòng)從而抑制由此帶來(lái)的振動(dòng)趨勢(shì)。

    可轉(zhuǎn)位刀片刀具系統(tǒng)可以為鋁粗加工和精加工帶來(lái)潛在的優(yōu)勢(shì),特別是使用25至100mm的中等至大直徑刀具時(shí)。用于鋁合金加工的可轉(zhuǎn)位立銑刀無(wú)需重磨,具有更好的安全性、通用性和更高的金屬去除率,具有無(wú)與倫比的性能。然而,很多情況下的精加工都不能達(dá)到所需的水平。但是,現(xiàn)在山特維克可樂(lè)滿(mǎn)的CoroMill790通過(guò)全新的切削刃、刀片、刀片座以及夾緊技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)。

    CoroMill790的改進(jìn)在研發(fā)用于鋁合金加工的新型立銑刀概念時(shí),可以通過(guò)修改一系列參數(shù)來(lái)取得使用可轉(zhuǎn)位刀片進(jìn)行徑向銑削時(shí)關(guān)鍵性的突破。主要的技術(shù)難點(diǎn)包括:平穩(wěn)的切削作用;良好的切屑形成;極高的材料去除率;低功耗;很好的表面粗糙度和最小的接刀痕跡;確保高轉(zhuǎn)速下刀具的安全性。

    加工鋁合金,尤其是在小余量切削的精加工時(shí),可轉(zhuǎn)位刀片刃口通常顯得較鈍,常常導(dǎo)致“犁削”效應(yīng)的產(chǎn)生,切削刃也容易猛然切入工件,引起切削力突然增加。切削力的突然增加導(dǎo)致讓刀過(guò)大以及功率需求過(guò)高。上述問(wèn)題因切削刃的需求而變得更為復(fù)雜,精加工時(shí)必須使用鋒利的正前角切削刃,而粗加工時(shí)為確保金屬去除率,要求切削刃具有足夠強(qiáng)度。因此,考慮到切削力、切削刃切入、切屑形成、穩(wěn)定性以及刀片定位和夾緊,需要一種新的方法來(lái)使用可轉(zhuǎn)位刀片。

    切削刃上所產(chǎn)生的切削力當(dāng)銑削刀具的切削刃切入工件時(shí),猛然的撞擊將引起刀具的振動(dòng)。所產(chǎn)生的切削力主要取決于切屑厚度,該厚度與進(jìn)給成一定比例。最初誘發(fā)的刀具振動(dòng)將改變后續(xù)的切屑厚度,隨后當(dāng)切削力變化而反過(guò)來(lái)引起加工系統(tǒng)的振動(dòng)加劇時(shí),該厚度可能還會(huì)繼續(xù)增加。切削力的方向和變動(dòng)幅度在很大程度上決定了振動(dòng)趨勢(shì)。此類(lèi)再生振動(dòng)也稱(chēng)作顫振,如果不加以抑制,切削力的變化幅度就會(huì)增大,從而使切削后的表面粗糙度下降,產(chǎn)生接刀,甚至導(dǎo)致切削刃和刀具損壞,此外還會(huì)對(duì)機(jī)床主軸產(chǎn)生不利影響。

    為此,必須在切削開(kāi)始時(shí)就抑制切削力的劇烈的變動(dòng)從而抑制振動(dòng)趨勢(shì),這也是采用防振刀具的主要原因。不過(guò)在許多情況下,這是通過(guò)對(duì)刀片結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化而實(shí)現(xiàn)的。建立合乎要求的模型(能夠準(zhǔn)確計(jì)算和預(yù)測(cè)切削力)是開(kāi)發(fā)新刀片槽形的主要依據(jù)之一。隨后,高級(jí)FEM仿真展示了許多答案,涉及刃線(xiàn)、前角和斷屑器的組合式設(shè)計(jì)以及刀片后刀面上的切削刃新特性的開(kāi)發(fā)與優(yōu)化。這在很大程度上基于通過(guò)測(cè)定的模態(tài)參數(shù)而計(jì)算出的振動(dòng)波形。

    刃帶的因素

    眾所周知,在銑削鑄鐵時(shí),后刀面的磨損會(huì)形成一定程度的振動(dòng)阻尼。后刀面的磨損區(qū)域與已加工面摩擦,吸收振動(dòng)能量,從而導(dǎo)致振幅衰減。從邏輯上講,該效應(yīng)也應(yīng)該能夠用于抑制其他類(lèi)型的銑削振動(dòng)。該項(xiàng)技術(shù)所面臨的難點(diǎn)是如何合理地將專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的后刀面磨損帶用作主后刀面。為了獲得正確的阻尼效應(yīng),它在刀片上的位置、角度、寬度以及用在切削刃上的范圍都需要相當(dāng)精確,并且與刀片上的其他設(shè)計(jì)因素也應(yīng)具有正確的關(guān)系。

    如果這種技術(shù)應(yīng)用得當(dāng),起緩沖作用的后刀面刃帶可抑制刀具變形量的增加,從而控制切屑厚度與徑向切削力。山特維克可樂(lè)滿(mǎn)已獲專(zhuān)利的新型刀片設(shè)計(jì)的秘密在于,當(dāng)?shù)镀衅x工件的趨勢(shì)時(shí),其刃帶將在刀具開(kāi)始向后彎曲的瞬間與工件上相應(yīng)形成的已加工曲面接觸――從而防止在加工期間刀具振幅的增加。這意味著該刀片有持續(xù)的穩(wěn)定效應(yīng),該效應(yīng)也是切削作用的一部分。專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的主后角刃帶與工件之間偶爾短暫的接觸非常輕柔,不會(huì)對(duì)刀具切削性能、磨損發(fā)展或毛刺形成產(chǎn)生任何影響,其結(jié)果是:徑向切削力的變化相當(dāng)小。

    該技術(shù)成功的關(guān)鍵在于主后角刃帶相對(duì)于刀片幾何構(gòu)型和刀具直徑的尺寸和位置。然后,通過(guò)具有切削過(guò)程仿真的有限元分析來(lái)評(píng)估切削合力、切屑形成以及刀片中應(yīng)力水平的分布。

    直徑的因素

    對(duì)于徑向切削力的影響來(lái)說(shuō),小到中等直徑刀具剛性不好,較易發(fā)生偏斜,而大直徑刀具則比較穩(wěn)定,它們對(duì)防振的要求也不一樣。此外還發(fā)現(xiàn),進(jìn)給率不是影響徑向切削力的主要因素,在刀具的不同的進(jìn)給之間(通常每齒進(jìn)給量為0.25mm和0.35mm),徑向切削力的大小只有些許的變化。對(duì)于典型的直徑25mm鋁合金銑刀,其刀片上的刃帶呈1°、0.1mm寬,并且與曲線(xiàn)形切削刃完全匹配。

    鋁合金是一種具有良好可加工性的材料,其材料單位切削力約為鋼的三分之一,熔點(diǎn)為625度。這種低熔點(diǎn)意味著無(wú)論切削速度有多高,切削區(qū)的溫度都不會(huì)超過(guò)625度。在出現(xiàn)過(guò)度磨損、對(duì)切削刃的強(qiáng)度沒(méi)有影響之前,硬質(zhì)合金刀片可以承受很高的溫度。

    更高的切削速度對(duì)功率的要求也會(huì)隨之提高。事實(shí)上,鋁合金高速加工時(shí)的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是需要很大的機(jī)床功率,這往往會(huì)導(dǎo)致單位功耗下金屬去除率偏低。因此,通常要求機(jī)床在高轉(zhuǎn)速下仍能提供盡可能大的輸出功率――在高速加工鋁合金時(shí),由于刀具的改進(jìn)而使所需功率降低是非常有益的。

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刻字刀,刀座

RO-羅蘭Roland刻字刀,刀座
RO(A)-羅蘭(進(jìn)口)Roland刻字刀
MI-米馬克Mimaki刻字刀,刀座
MI(A)-米馬克(進(jìn)口)Mimaki刻字刀
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GT09-小圖王Grapthec刀,刀座
GT09(A)-小圖王(進(jìn)口)Grapthec刀
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CB-軸承刀(CraftRobo blade)
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刻字刀,刀片
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壓條,壓輪
GCC捷豹刀座
U刀切割刀
PE-筆座

石材刀具

PCD石材刀
金剛砂石材刀
纖焊石材刀

金剛石鉆石刀具

DA-金剛石平底尖刀
DB-金剛石圓底尖刀
DC-金剛石3D刀
DD-金剛石四棱刀
DE-大理石浮雕刀
DF-大理石切割刀
DG-花崗巖3D刀
DH-PCD復(fù)合刀
DI-鉆石高光刀(倒角)
DJ-鉆石高光刀(雕刻)
DK-花崗巖浮雕刀
DL-花崗巖切割刀
DM-釬焊石材刀(規(guī)格齊全)
DN-石墨專(zhuān)用金剛石球刀
DO-天然鉆石批花刀
DP-金剛石木工刀具
DQ-PCD金剛石亞克力刀
DR-金剛石燒結(jié)雕刻刀
DS-新金剛石釬焊雕刻刀
DT-鎢鋼石材尖刀

木工常用刀具

WA-TCT直刀
WB-直齒直刀
WD-深圓底刀
WH-木工盒裝刀
WJ-進(jìn)口TCT雙刃螺旋銑刀
WK-金剛石木工鑼刀
WL-木工非標(biāo)鑼刀
WM-新型門(mén)板刀
WO-立軸刀
WP-金剛石櫥柜門(mén)板組合刀
WQ-金剛石花邊槽刀
WR-假百葉組合刀
WS-臺(tái)灣機(jī)常用外牙三角樣刀
WT-金剛石門(mén)板倒角切割刀
WU-軟硬包倒角雕刻刀
WV-移門(mén)雕刻刀
WW-金剛石圓底刀
WY-金剛石直刀

木工標(biāo)準(zhǔn)鑼刀

A-直鉆切削刀類(lèi)
B-帶軸承修邊刀類(lèi)
C-不帶軸承作導(dǎo)向修邊刀類(lèi)
D-直鉆形態(tài)刀類(lèi)
E-圓底線(xiàn)型刀類(lèi)
F-凸半圓弧刀類(lèi)
G-弓型弧狀刀類(lèi)
H-古典線(xiàn)型裝飾刀類(lèi)
I-珠飾曲線(xiàn)刀類(lèi)
J-皇冠曲線(xiàn)裝飾刀類(lèi)
K-建筑流線(xiàn)型裝飾刀類(lèi)
L-扶手線(xiàn)/臺(tái)邊線(xiàn)刀類(lèi)
M-高瓶型扶手組合刀類(lèi)
N-多型古典刀類(lèi)
O-指甲狀型線(xiàn)條刀類(lèi)
P-T型榫刀類(lèi)
Q-T型榫刀組合類(lèi)
R-門(mén)板刀類(lèi)
T-整體硬質(zhì)合金切削刀類(lèi)
U-其它系列
鋸片

夾具|螺母|刀套配件|圓棒

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