英格索爾：工模具領(lǐng)域超快速切削

英格索爾產(chǎn)品經(jīng)理 Martin Zettler

英格索爾：工模具領(lǐng)域超快速切削

英格索爾產(chǎn)品經(jīng)理 Martin Zettler

英格索爾推出一款新式的UOMT0602TR大進(jìn)給刀片，建立了工模具領(lǐng)域粗加工小零件的新標(biāo)準(zhǔn)。此刀具概念同樣適用于通用機(jī)械加工領(lǐng)域。

越來(lái)越多形狀復(fù)雜的零件在越來(lái)越小的加工中心上以更快的速度加工完成，這樣的趨勢(shì)愈加明朗。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，除了對(duì)加工理念及控制系統(tǒng)提出更高要求，還需要選用合適的切削刀具。在過(guò)去幾年，廣角銑（一種大進(jìn)給銑削）作為一種銑削策略被推到了最前沿。

廣角銑的相關(guān)技術(shù)理念最早于20世紀(jì)30年代末被提出，但直到近幾年，由于相適用的機(jī)床和刀具的涌現(xiàn)才真正獲得推廣。

大進(jìn)給銑削的目標(biāo)是通過(guò)采用非常小的主偏角（κ< 20°）的銑刀提升生產(chǎn)率。正如圖1所示，當(dāng)每齒進(jìn)給（fz）及切削深度（ap）保持不變，主偏角將直接影響切屑的形狀，尤其是切屑厚度，最終影響切屑的長(zhǎng)度厚度比（b/h）。

圖1

廣角銑可帶來(lái)更高的生產(chǎn)率。當(dāng)進(jìn)行方肩銑時(shí)，主偏角κ=90°，一般而言切屑厚度為h=fz（如圖1最左邊示）；采用非常小的主偏角κ=15°（如圖1最右邊所示）為獲得與方肩銑相同的切屑厚度，每齒進(jìn)給fz必須大幅增加，fz可以提高3.9倍。

基于上述人們注意到主偏角小使得徑向力減小同時(shí)軸向力增大，大懸伸的刀具常用于工模具的深腔銑削，軸向力增大的同時(shí)徑向力減小是切實(shí)有利的。

廣角銑的另一優(yōu)點(diǎn)是刀片以漸進(jìn)的方式切入工件。方肩銑切削則直接完全切入，沖擊載荷較大；相對(duì)而言，大進(jìn)給刀片從切入工件到實(shí)現(xiàn)完全切削歷時(shí)更長(zhǎng)，切削載荷分布的刃區(qū)更長(zhǎng)，這使得刀具壽命大幅提升。

如圖2所示，圓刀片也適用于大進(jìn)給銑削，但需將切削深度ap控制在某一數(shù)值內(nèi)。但需注意的是，當(dāng)采用圓刀片時(shí)，主偏角不是恒定值，理論上在0°～90°。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，一開(kāi)始就設(shè)定廣角銑主偏角為定值可避免復(fù)雜計(jì)算切削參數(shù)的麻煩。因此定義廣角銑起始的主偏角κ≤ 20°，適用于大進(jìn)給銑削的最大切削深度可通過(guò)下面的公式進(jìn)行計(jì)算，D為圓刀片直徑。

圖2

精準(zhǔn)計(jì)算：ap=D（sin20°）2

近似值：ap=0.1D

計(jì)算編程時(shí)需要用到進(jìn)給值，需采用以下公式，涉及圓刀片直徑D和預(yù)估的切屑厚度h。

盡管可以采用圓刀片進(jìn)行大進(jìn)給銑削，但缺點(diǎn)還是顯而易見(jiàn)的。一方面，從設(shè)計(jì)的角度看，刀體可夾持的圓刀片數(shù)量相對(duì)更少，這使得總體進(jìn)給相對(duì)較低。另一方面，不能實(shí)現(xiàn)90°方肩銑，不能清根，需要增加一把銑刀完成清根。

圖3

這正是新技術(shù)發(fā)展的突破點(diǎn)——英格索爾HiPosμ系列大進(jìn)給銑刀片UOMT0602TR順勢(shì)登場(chǎng)。此刀具系統(tǒng)優(yōu)化了廣角銑，刀體可夾持更多數(shù)量的刀片，殘留余量非常小。

圖4

從圖3可看出，UOMT0602TR刀片與6mm直徑的圓刀片相比，其優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的：①因UOMT0602TR刀片所占用空間更少，相同直徑的刀體可夾持的刀片數(shù)更多。②采用UOMT0602TR刀片所得到的殘留余量值不到采用圓刀片時(shí)的一半。③采用UOMT0602TR刀片可進(jìn)行90°方肩銑。

UOMT0602TR刀片設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)在最大切削深度apmax=0.5mm時(shí)每齒進(jìn)給fz=0.8mm/齒。進(jìn)行Z值恒定的3D輪廓銑時(shí)，編程半徑設(shè)為R1。如圖4所示，其獲得的殘留余量與采用理論R1半徑值所得的殘留余量最多相差0.2mm。

密齒設(shè)計(jì)與大進(jìn)給的結(jié)合，使HiPosμ成為市場(chǎng)上切削速度最快的刀具之一。實(shí)現(xiàn)最大工作臺(tái)進(jìn)給20000 mm/min完全沒(méi)有問(wèn)題。

對(duì)于用戶而言，此刀具的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)不止廣角銑，HiPosμ系列銑刀夾持不同可轉(zhuǎn)位刀片，還可作為立銑刀、方肩銑刀、玉米銑刀使用。

HiPosμ系列標(biāo)準(zhǔn)銑刀直徑范圍為9.5～40mm，作為標(biāo)準(zhǔn)銑刀，夾持不同型號(hào)的帶不同刀尖圓角半徑的銑刀片，用于加工鋼、鑄鐵、鈦合金及鋁合金。HiPosμ所代表的產(chǎn)品系列不僅意味著更高的生產(chǎn)率，其通用性也同樣令人印象深刻，適用于工模具領(lǐng)域并通用于機(jī)械加工。

20130219）