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戴杰实现高效率加工的机夹式刀具----「双面旋模 EXTDM型、MTX型」

日期: 2017-10-18    来源:中国刀具商务网

  1.提要

  在现代制造业中,大家都在寻求如何能更进一步地提高产品的品质、缩短制造周期、降低生产成本、提高生产效率。

  在切削加工行业中,都在推进如何对应难加工材料、如何可节省加工的准备时间等各种办法来提高加工效率。而如何能提高粗加工的加工效率是最快捷地提高加工效率的方法。现在,为了实现大切屑排出量,加大外周切削刃角度的机夹式高进给刀具广泛普及。而另一方面,从可以以实际R角大小来切削,可便捷地管理加工余量的观点上来考虑,仍有很多地方在使用圆刀片刀盘。而过去被广泛使用的圆刀片刀具,现在大幅改善了它的加工效率及刀具寿命。

  本文章将介绍兼具锋利度、及强度,并可提高生产性的圆刀片机夹式刀盘【双面旋模】(图1)的特点、切削性能及加工实例。

  2.双面旋模的特点

  2.1.刀片的特点

  双面旋模,采用的是单面使用4个刃口、双面共可使用8个刃口的刀片,帮助用户降低其运营成本。(图2)同时刀片的外周切削刃采用的是独特的螺旋刃设计,因此,兼具锋利度、及刃口强度,实现稳定的高效率粗加工。

  2.2.刀片的装夹机构

  传统的圆刀片装夹方式,在加工中,从使用刀片外周侧面的R形状部开始,产生不规则的切削负荷变动,刀片也随之跟着窜位,从而导致刀具的寿命变短的问题。

  因此,为了提高刀片的紧固效果,双面旋模的刀片,采用了外周侧面设置8个拘束平面的独特防窜位机构。同时,这些拘束平面均为正角角度,与刀体形成楔子形状,可牢固紧扣刀片(图3),使刀片的外周与刀体刀座面紧密贴合,在使用中不仅可防止刀片移位,同时可以预防刀片向上窜位,实现稳定的高效率粗加工。

  2.3.耐热冲击性优良的新PVD材质“JC7560P”

  在面铣粗加工中,由于切削热及冲击导致热龟裂,从而引起崩刃使刀具寿命变短的问题很常见。并且,一旦出现热龟裂引起的崩刃,哪怕是很微小的崩刃,都会增加切削时的阻力、及暴露刀具基材,加快刀具的磨损。

  双面旋模的刀片,采用了新开发的PVD涂层材质“JC7560P”。(图4)本材质采用了耐热龟裂性及耐崩刃性优良的硬质合金基材,及新研发的新涂层,它是由耐磨损层膜,低摩擦系数且耐氧化性优良的耐热层膜等多层组成而成的涂层。强化基材-涂层间及各涂层间的密着性,掌控好耐热龟裂性、耐崩刃性、耐磨损性能的平衡,实现稳定的长寿命加工。同时,涂层表面为金色色调,更易识别刀片每个刃口的使用情况及磨损情况。

  从上记材质的特性可以看出,双面旋模可以用于HRC35以下的较硬材质的高效率、长寿命加工。

  2.4.刀体的特点

  刀体采用了将耐热性优良的强韧性钢进行表面特殊GN处理的【G-BODY】。这种【G-BODY】刀体表面硬度高达HRC65以上,具有高硬度、耐热变形强、且高刚性,刀体耐用性及刀片寿命比传统产品提高30%以上,在残酷的加工环境下亦能发挥出其威力。并且,还具有防切屑粘附及防锈效果。

  另外,可两面使用的面铣在粗加工中,其排屑性一般会比传统的单面使用型刀片要难,而双面旋模采用了最佳的容屑沟槽形状设计 ,确保了其排屑性能。

  3.双面旋模的切削性能

  3.1.切削阻力测评

  (图5)是加工碳素钢(S50C)的切削阻力测评结果。加工机床使用的是BT50的立式加工中心。

  刀盘型号:EXTDM-5050R-12-22(φ50×5N)

  刀片型号:RNMU1205MOE-MM

  刀片材质:JC7560P

  加工参数:VC=180m/min、fz=0.6mm/刃、Ap=1mm、ae=30mm、顺铣、风冷、仅1片刀片加工。

  双面旋模与本公司传统产品(单面使用型圆刀片)的切削阻力比较。一般的双面使用型刀片与单面使用型刀片相比,由于其几何形状的制约,虽提高了刀片的刃口强度,但其切削阻力也有变大的倾向。但是,双面旋模如前文所述,由于采用了独特的螺旋切削刃形,有效降低了切削阻力,实现同单面使用型刀片同等的切削力。

  3.2.刀具寿命测评

  (图6)是加工马氏体不锈钢系(SUS420J2)的刀具寿命测评结果。

  加工机床使用的是BT50的加工中心。

  刀盘型号:EXTDM-5050R-12-22

  刀片型号:RNMU1205MOE-MM

  刀片材质:JC7560P

  加工参数:VC=260m/min、fz=0.3mm/刃、Ap=0.5——2.5mm(包含1°的倾斜切入加工)、ae=30mm、顺铣、风冷、仅1片刀片加工。

  双面旋模与本公司传统产品(单面使用型圆刀片)、其他公司同等产品(双面使用型刀片)的加工寿命比较。J公司产品加工长10m、L公司产品加工长25m,切削刃口发生崩刃,不能再继续使用。而双面旋模切削长度长达40m,仍属于正常磨损。另外,双面旋模与本公司传统产品(单面使用型圆刀片)的1刃加工长同等,而双面旋模的刀片可双面使用,每一片刀片的加工总长是单面使用型刀片的2倍,从而实现刀具成本的降低,提高现场的生产效益。

  4.双面旋模的加工实例

  (表1)介绍的是在模具配件的粗加工中,使用双面旋模(EXTDM-5050R-12-22、φ50×5N)来改善加工效率及刀具寿命的加工实例。是一个在被称为难加工材料的INVAR材料的加工中,双面旋模与传统产品相比,加工效率提高约1.2倍,刀具寿命延长1.3倍的加工实例。双面旋模由于采用了可实现降低切削阻力的刀片形状及提高耐崩刃性能的新材质,刀片没有发生崩刃现象,加工过程稳定,刀片属于正常磨损。因此,可稳定使用全部的刃口,多刃口的设计为实现刀具成本的降低作出不小的贡献。

  5.总结

  以上,阐述了实现高效率加工的机夹式刀具“双面旋模”的特点及性能。本文章介绍的以加工难材料为中心的加工实例,但“双面旋模”从一般钢到预硬钢都可轻松应对。使用“双面旋模”可增加每单位时间内的切屑排出量,有效降低制造成本。

  在切削加工中,大家都在追求生产效率的提高,更进一步的降低制造成本。今后,黛杰仍将继续与用户融为一体,为用户提供适用用户需求的新产品、新加工技术!您的肯定,是我的动力!

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