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伊斯卡,大道至简

2017年09月06日14:57
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---可转位铣刀技术经理 Andrei Petrilin & 材料研发经理 Marcel Elkouby

 

        伊斯卡通过对刀片复杂形状的精心设计实现高效切削,建立了可转位刀片的新标准。

 

       一.当今,硬质合金可转位刀片是切削刀具不可或缺的一部分

 

       当硬质合金可转位刀片于上世纪六十年代早期问世,就显著改变了刀具的设计,并取代焊接刀片式刀具成为市场主流刀具。可转位刀片的机械装夹方式具有大幅提高生产率的优点,对刀片及刀体的维护保养更便捷高效。技术的进展及粉末冶金领域的发展促进了可转位刀片的进步,具有复杂形状的刀片取代了之前带有简单形状的刀片,远比早前的可转位刀片先进。

 

       总体而言,刀片形状对于刀具几何形状而言是一个关键要素。例如,在铣削加工中,意欲通过改变刀片在刀体上的位置来改变铣刀的切削角度受限颇多,其结果往往远离优化的初心。高效的切削需要沿切削刃的前刀面角度及后刀面角度连续一致,这对前刀面形状复杂的车刀而言是非常必要的,而对双面刀片上下两面的前刀面及后刀面也同样重要。沿刀片切削刃的负倒棱处理使得切削刃更强固,为实现坡走铣而设计的副切削刃进一步增加了刀具设计的复杂性。

 

       刀片必须确保切削过程产生的切屑流能被精准地控制,故而邻接前刀面切削刃的断屑槽形状需被特别设计。断屑槽对于车削而言非常重要,特别是加工长切屑材料时;在这样的加工条件下,断屑槽控制着切屑流的流向,使得切屑弯折并折断为小段切屑。找到最适合的刀片形状用于高效切削及实施切屑控制并非一个简单的任务,刀具供应商们基于丰厚的技术沉淀可为用户提供成功的加工解决方案。

 

       二.可转位刀片是经压制工序后的烧结品

 

       刀片成型压机采用复合了自动化控制及计算机控制的专业集成控制系统,以确保粉末冶金工艺的稳定性及高重复性。因此,压制复杂形状刀片成为可能且不必担心裂纹的产生,并由此打下突破刀片几何成型技术挑战的技术基础。

 

       能确保获得满意的切屑控制,特别是能使切屑折断的前刀面,往往复合了凹面(凹槽)及凸面(凸起)等元素设计。通过磨削方式制造出这样的前刀面一来在技术上受限二来代价昂贵。这也是第一代可转位刀片前刀面为平面的主要原因。不同于以往,随着粉末冶金技术的发展,工程师们能更自如地设计制造出如意的刀片前刀面形状。

 

       今天,刀具设计工程师们借助于诸如计算机辅助设计(CAD)及建模这类先进办公工具工作,这些工具的采用从根本上改变了刀片的发展进程。新的办公工具为各种过程的模拟开放了可能性,如切屑成型,切屑流向。因此,可以实现在计算机上通过对虚拟刀片的各种参数进行更改而优化刀片几何形状。来自制造技术及设计方法这两方面的进展使得可转位刀片的生产制造实现了重大突破。

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