2021年5月27日消息,Greenleaf最近推出了XSYTIN-360系列固态陶瓷立铣刀,其生产效率是硬质合金的10倍。


新型陶瓷立铣刀:生产效率是硬质合金的10倍

这张照片显示了XSYTIN-360轧机加工Inconel 718的过程。(由Greenleaf提供)


很难回忆起以较低的切削深度以低速进行加工的日子。如今,各种机器车间,不仅仅是在多轴自动加工中心上使用高科技合金的机器车间,都将激光技术集中在速度上。


这不仅是为了速度,而是为了速度。目标是生产更多优质的零件,更有利可图,更安全。高速加工(HSM)是通过降低切削力,提高金属去除率,改善散热并提供更好的表面光洁度来实现此目标的一种手段。


制造工程公司采访了许多行业专家,以获取他们对HSM的观点,特别关注工具持有。在我们的讨论中,有一件事情变得很清楚:高速发展将继续,而刀柄将发挥至关重要的作用。


许多技术必须融合在一起才能从HSM中获得最大收益。印度印第安人州怀特斯敦市Rego-Fix Tool Corp.技术现场支持工程师Chris Herdman说:“当您进行HSM作业时,您的想法会迅速改变。您必须意识到加工中心,编程,高速主轴,高级切削刀具,平衡器和高性能刀柄,以便充分利用HSM。”


金属加工行业在1990年代首次采用了HSM。术语“高速”对于不同的商店而言意味着不同的事物。


“高速加工是一种高转速,高进给率的策略,但切深较小,”伊利诺伊州Villa Park的Haimer USA LLC总裁Brendt Holden说:“即使以较低的切削深度,以较高的速度和进给速度,材料去除率实际上也会提高,这是最终目标,因为它可以使车间更快地制造零件。”


新型陶瓷立铣刀:生产效率是硬质合金的10倍


Rego-Fix powRgrip刀架可确保牢固夹持,特别是对于复杂零件生产中以高主轴转速运行的小直径刀具而言。(由Rego-Fix提供)


尽管没有特定的rpm分界线,但我们的专家一致认为15,000-30,000 rpm范围内的主轴速度绝对是高速。实际上,Rego-Fix的Herdman提到了在特殊医疗和电子应用中以120,000 rpm的转速运行的刀柄。


赫德曼说:“我们现在所看到的高速是刚性较低的四轴和五轴机床,它们以12,000 rpm或更高的速度运转。这些应用程序具有低径向切割、高齿数、高进给率的特点,并且大多数都在使用某种类型的动态铣削软件。”


宾夕法尼亚州萨格敦市Greenleaf公司的应用工程师/项目开发人员Matt Goss说:“高速是两个因素的结合:高主轴速度和高进给速度。这转化为高进给速度(ipm),不仅有助于最大程度地去除材料,还可以缩短循环时间。”


伊利诺斯州Prospect Heights的Platinum Tooling Technologies Inc.总裁Preben Hansen说,随着主轴转速增加到20,000 rpm以上,车间开始采用不同的方法。他说:“在每次旋转刀具时,您可能不需要太多的材料,但是进给速度通常会更高。”


随着速度的提高,平衡和精度方面可能会出现严重问题的可能性也在增加。马萨诸塞州西博伊尔斯顿市Emuge公司铣削产品经理Dan Doiron认为,主轴中完美平衡的刀架至关重要。即使微小的波动也会降低可重复性,缩短刀具寿命,并可能损坏工件。由于在每个部件上花费了时间和金钱,所以由于使用错误的刀架而导致的刀具滑移或拔出是不可能的选择。


常规卡盘(例如ER夹头夹具和Weldon平头)很容易超出其限制,通常不能指望它们在HSM环境中可靠地工作。


Doiron说:“在高速应用中,ER夹头的夹紧力弱,跳动和侧锁卡盘的跳动和阻尼弱。”


在任何速度下,主轴都会受到离心力的作用。在高速下,离心力足以使主轴孔略微增大。


Haimer的Holden说:“这种扩展可以将锥度较高的工具(CAT,BT,SK等)吸引到主轴中,从而导致Z轴尺寸发生变化。相反,空心柄锥度(HSK)工具随主轴以高rpm的速度增长,从而保持面接触并消除Z轴运动。”


据该公司称,借助Haimer Power Shrink卡盘,收缩技术的应用领域扩展到了粗加工,但跳动精度仍小于0.00012英寸(0.003毫米),并且由于优化的外部几何形状而具有抗振性。(由Haimer提供)


Rego-Fix的Herdman指出,随着工具旋转得更快,任何振动都会迅速放大。


他说:“大多数HSM应用都必须远离陡峭的锥度。因此,HSK和Capto型刀夹将是最佳选择。”


当您进入到以极高的速度运行的更新且更奇特的陶瓷刀具时,热量就成为一个问题。切口处产生的热量可以传递到刀架中,这可能会损害保持完整性。


Greenleaf的高斯说:“这可能在加工过程中导致振动,并最终拉出刀具。”


Holden认为,与HSM相关的另一个挑战是保持主轴寿命。


他说:“主轴不是很重,问题就变成了主轴轴承不平衡的影响。这导致了无需移动部件或添加附件的预平衡刀架的开发。”



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