圓形刀具概念:可轉位、整體或甚至兩者
可轉位還是實心-旋轉切削刀具的哪個設計概念更好? 像在許多技術主題中一樣,這個問題沒有絕對的答案。 但是,如果根據特定條件考慮兩個概念的優缺點,則確實存在肯定的答案。
自1960年代以來,這種在工業上很普遍的帶有可拆卸式可轉位刀片的組裝刀具只需要從其部件之一即刀片進行切削即可。 刀具主體是由各種難於加工的刀具材料(例如,各種鎢鋼、立方氮化硼(CBN)、金屬陶瓷等)製成的特定形狀的刀片的保持器, 主要來自鋼鐵。
刀片的斷屑槽表面可能不同,以產生必要的切削幾何形狀。將具有適合於切削工件的幾何形狀和材料的刀片夾持在主體中,可以為工件提供最佳的切削刀具。刀片具有如果一個刃口磨損,只需簡單地通過旋轉或反轉來對刀片進行分度就可以更換它,可分度原理確保刀具材料的成本效益。
刀片是通過粉末冶金技術形成的,以產生切屑形成表面的獨特形狀,而通過其他技術方法獲得這種形狀是極其困難的,甚至是不可能的,並且具有非常堅固的切削刃能夠承受重負荷。
同時,可轉位刀具具有明顯的缺點。首先,與實心刀具相比,精度較低。其次,刀具直徑不能相對較小(例如,小於8-10 mm或315-.375英寸)。減小直徑會導致所有組件的尺寸減小,包括具有自然尺寸屏障的刀片及其夾持元件(通常是螺釘)。另外,刀片的切削刃堅固,但不如實體刀具那麼鋒利。對於機械加工需要鋒利刃口的軟材料,例如銅、商業純鈦或鋁,需要進行額外的刃口磨削。
研磨鎢鋼刀具的主要優點是精度高:平均比可轉位刀具高一個質量等級。鎢鋼刀具無法轉位,但適合再研磨。
像可轉位刀具一樣,實體刀具也具有與刀具成本相關的尺寸限制。 與可轉位概念相反,實體刀具的直徑不能相對較大。 通常,實體刀具的直徑不超過25毫米或1.000英寸-或不超過全長。 這種類型的刀具需要更多的刀具材料,並且通過磨削製造這種刀具需要更多的時間。 這些限制導致明顯更高的刀具成本。 與可轉位刀具相比,實心刀具的切削刃更鋒利,但強度較小。
機加工表面的尺寸可能會決定應在操作中應用哪種概念。例如,在鑽一個直徑為3毫米(0.12英寸)的孔時,將使用鎢鋼鑽。除了這個尺寸方面,以下原理還具有以下特點: 正確的刀具選擇。
對於具有較大切削力和功耗的重切削(通常是粗切削或半粗切削),可轉位刀具是首選解決方案。 如果操作具有輕切削性並要求高精度和表面精度,則需要堅固的刀具。
在過去的幾年中,這種邏輯的和傳統的概念發生巨大變化。 尋求提高生產率的新解決方案以及機床技術的進步,催生高效的切削策略和合適的機床。 相當數量的現代機器功率較小,但驅動速度更高,並且用於高速加工的先進計算機數控單元是由小直徑刀具以最佳軌跡移動以實現恆定的刀具加載來執行的。 這一步驟,再研磨和重新研磨技術的進步,通過在粗加工中開闢新的選擇,代表了鎢鋼刀具使用的第二股風潮。 刀具材料的進步提高機器工件的硬度。 例如,如今,通過高速銑削技術操作的鎢鋼立銑刀能夠成功地將硬鋼切削至HRC 65。
刀具製造商認識到將鎢鋼和可轉位概念結合到一個設計中以滿足最新發展的優勢。ISCAR廣受歡迎的MULTI-MASTER和CHAMDRILL刀具系列代表這種有益的組合。這兩種系列均配備帶有可替換的鎢鋼刀頭的刀具在2001年推出的MULTI-MASTER刀具系列中,切削刀頭可以安裝在不同的刀體中,並且刀體可以承載不同的刀頭,這種“可轉位的實體”原理可實現4萬多種刀具配置。
那麼,哪個概念更好?根據技術流程,行業需要兩種類型的切削刀具。當今市場上,可轉位刀具與實體和“可轉位實體”刀具的比例估計為1:1,這表明切削刀具的開發在兩個方向上都在發展。但是技術的進步和加工的改進將使對刀具的要求(無論是堅固的還是可轉位的)越來越苛刻。