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    直角刀——正确之选

    在铣削应用中,90°铣刀可能是最常见的刀具。这些多功能刀具用于方肩铣、槽铣、或者由肩部、边缘、槽和型腔限定的边界面加工。面铣刀通过坡走铣方式和车铣方式进行加工。这些90°刀具在生产通用铣刀(无论是可转位铣刀、整硬铣刀还是焊刃铣刀)的刀具制造商的产品系列中占主导地位。

    在选择90°铣刀时,需要检查几个因素,例如要加工的材料、材料的去除余量、所需的精度、表面光洁度、稳定性以及采用机床的特性。这些因素影响刀体类型、切削刃型、刀具结构等。同样的因素也是刀具制造商根据其加工工艺选择刀具设计的关键点。例如,整硬铣刀可实现更好的加工精度,而可转位刀具可在重负载下进行加工,并且更多的切削刃可以提供额外的成本效益。整硬铣刀和焊刃铣刀的切削刃型只有在磨削后才能形成。在可转位铣刀中,烧结刀片的形状是实现最佳刀具几何形状的关键因素。

    20世纪90年代初,随着伊斯卡 HELIMILL90°铣刀系列螺旋形刃刀片的推出,金属加工领域实现了巨大的飞跃。通过刀片顶部(前刀面)和螺旋形侧面(后刀面)的相交,生成了高效的切削刃。这一里程碑式的几何设计沿着刀片的切削刃长度形成了恒定的正前倾角和后倾角。这一颠覆的特性显著降低了功耗,并确保了非常平滑的切削。伊斯卡的HELIMILL理念预示着一种新的设计方法,即通过基于刀片几何形状的前沿铣削技术成为可转位铣削领域的标杆。

    90°铣刀刀片中包含了各种不同的多边形形状,这些刀片可以是矩形、正方形、平行四边形、菱形、三角形或凸三角形。刀片的形状决定了可转位切削刃的数量。还有其他与刀片形状相关的重要刀片功能。与矩形刀片形状相比,方形或三角形刀片具有更大的宽度。增加刀片宽度有助于加工出更大的安装孔,并能够使用更大的夹紧螺钉尺寸来提高刀片的稳定性。然而,增加刀片宽度限制了铣刀的最小直径,并需要更大的容屑槽,这会降低刀体的强度。这只是设计配备可转位刀片的90°铣刀时需要考虑的一个因素。同时,还有其他影响因素,如安装方法(径向、切向)、拐角半径范围、修光平面、分屑功能等。考虑被加工的材料类型和铣削方式是设计铣刀时十分必要的。

    平行四边形形状实现了切削刃长度、不同拐角半径、坡走能力以及切削刃型和刀片强度的最佳组合。这就解释了为什么平行四边形仍然很常见。但该形状的一个显著缺点是切削刃的数量——在传统设计配置中,切削刃数量仅限于两个。双面可翻转刀片理念似乎是最简单的方法,实现更有效地增加刀片切削刃的数量。在考虑使用双面刀片结构时,也需要考虑到其他特点。额外的限制会影响后角,并在将刀片装配到刀体上后增大铣刀的轴向负前角。

    在开发可转位铣刀时,必须考虑上述示例,仔细研究影响因素并理解复杂工程元素之间的关系,便可以收获一个成功的刀具解决方案。为了能够给90°铣削刀具提供广泛的解决方案,制造商开发了多种刀具形状和创新的单双面可转位刀片。

    随着刀具市场上刀具的形式和形状层出不穷,开发出新的刃型早已不再是一件新鲜事。伊斯卡的NEOLOGIQ系列产品催生了独特的创新铣削解决方案,旨在应对快速高效铣削解决方案的新挑战。伊斯卡的多产研发设计工程师发明了新的NEODO S890铣刀,主要用于钢和铸铁的粗加工、半精加工、端面和方肩铣削操作。90°刀具设计将成本效益和生产率视为第一要义,可在不利条件下进行铣削。该刀具采用结构坚固的双面刀片。该刀片具有方形轮廓,而刀片的顶部、底部和侧面通过伊斯卡独特的冲压技术进行特殊成型。这提供了8个螺旋状右手切削刃,4个位于正面,4个在反面。当安装在刀具上时,刀片保证了正的径向前角和负的轴向刀具前角,以确保在不同的加工条件和断续切削条件下进行平顺切削并降低铣削的功耗。刀片槽的燕尾形轮廓能够实现高度刚性的夹紧,从而显著增加刀具刚度。刀片底部具有修光平面,以提高表面光洁度。方形刀片轮廓的新外观与冲压技术的优势相结合,为平面铣削提供了有效且经济的解决方案,特别是在工件夹持存在限制的情况下,进行靠近肩部的加工。

    双面90°HELIDO Trigon刀具源自三角形状。刀片配置为6个可转位切削刃,并确保更高的齿密度,以提高进给速度和最大化生产率。刀具具有双正向切削刃型:轴向和径向正前角。这些特性有助于降低功耗,可实现在功率有限的机床上进行粗铣。多功能HELIDO Trigon刀具适用于通过螺旋插补进行方肩铣、槽铣、侧向插铣和坡走铣。这些刀具的主要优点是实现了90°轮廓精度、生产率和成本效益的结合。

    铝合金和其他有色金属材料的高效铣削(ISO N组应用)需要锋利的切削刃和抛光的前刀面。切削刃的分屑能力是提高性能的附加工具。单面三角形HELI3MILL锯齿形分屑槽刀片被证明是经济高效的,在90°铣削中是真正的粗加工主力军。

    上述这些案例研究证实了改进90°可转位铣刀的可能性仍然存在。即使考虑到开发新的刀片几何结构略显多余,刀具的全新直角设计也会带来极具吸引力的效果。

    [图1–方形轮廓与特殊形状的前刀面和侧面的组合是NEODO S890高性价比刀片的设计特点。]
    [图2–HELIDO Trigon铣刀具有双正角几何结构,使用“凸三角形”轮廓的双面刀片。]
    [图3–Multi Master钻头有助于点钻和倒角。]
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