簡單的指南更好的銑削效果

   時間:2014-03-12 03:56:05
簡單的指南更好的銑削效果簡介
有兩個加工車間發現,他們採用相當簡單的銑削技術,就能改進他們的粗加工工序。Tri-Core模具公司現在粗切零件,比以前快了33%,而Harrison鑄鋼……
簡單的指南更好的銑削效果正文

有兩個加工車間發現,他們採用相當簡單的銑削技術,就能改進他們的粗加工工序。Tri-Core模具公司現在粗切零件,比以前快了33%,而Harrison鑄鋼公司,在粗銑工序中,通過實現這些新技術,已經不再出現刀具突然折毀的現象了。

美國伊利諾伊州的Tri-Core用通常所說的大進給銑削法;而美國印第安納州的Harrison則利用切向銑削法。大進給銑削法是採用淺深度的切削,進給量大於平均進給量400英寸/分鐘或更快。該技術的主要優點是,它能使車間儘可能快地粗銑零件,使它接近零件的最終形狀。

大進給銑削進給率增加4倍

Tri-Core製造注塑模,模座的98%是它自己加工的。當用2英寸直徑按鈕式銑刀粗加工大的陽模體和陰模體時,在40錐度的加工中心上,車間在0.030英寸的切深上,不能超過80英寸/分鐘的進給率。在這種情況下,公司的銑刀常發生嚴重的刀顫。最好的情況,銑刀的刀片只能用1.25個小時便需要換位。

開始用大進給銑削並改用Ingersoll Cutting Tools的刀具以後,Tri-Core提高了它的進給率,達到100英寸/分鐘,並且切深增加到0.050英寸。Tri-Core的編程主管Charies Lubsford說,最大的優點是新的大進給銑削不需像車間標準的按鈕式刀片那樣頻繁地換位。

「我們每小時要停機,把刀片換位。現在,機床運轉4小時都不用把刀片換位,因而我們有大量的時間不用看管機床,」Lunsford說。


大進給銑削刀進給率增加4倍

大多數切削刀具製造商都同意,用專門為這技術設計的刀具和刀片最有效。刀片的特點是半徑大、回程淺和正前角。這些幾何特點使刀片特別剛強,減小了切削力,並且使它們指向機床主軸的裡面和向上,這就把橫向切削力和振動減到最小。

大進給銑削刀片的形狀是它成功的關鍵。Lunsford說:當Ingersoll的刀具移進一個角落時,機床主軸載荷沒有出現峰值。以前要用足夠大的半徑加工角落,以適應按鈕式刀具,現在就不必了。

「例如,當加工模具時,車間要花大量時間揀選角落和細節部位的資料,在粗加工中能快速達到零件最終形狀的刀具或銑削技術是有利的。由於大進給銑削刀具產生較小的切削力,因而車間能使用較長的刀具,從機床主軸可懸出較遠,以便達到零件的角落和細節部位,這些部位對於傳統粗加工刀具,可能太深,」Ingersoll模具產品經理William Fiorenza說。

除了為大進給銑削設計的刀具和刀片外,使用正確的機床,也是從粗銑技術中取得最大好處的關鍵。例如,Ingersoll估計,如果Tri-Core車間使用它的牧野Makino S33加工中心代替40錐度機床,便能容易地使用其2英寸半徑大進給銑刀,用300英寸/分鐘的進給率進行陽模和陰模的加工。這是因為用於大進給銑削的機床需要有這樣現代化的特點,如有足夠的高速機床先行特性的自適應控制、400英寸/分鐘的進給率和剛性的機床工作台,能承受多方向力的急速而劇烈的變化。

Seco-Carboloy的銑削產品經理James Minock說:「進給率低於150英寸/分鐘的老機床,不能像較新的機床那樣提供大進給銑削的全部優越性。」他還說,切削長度是大進給銑削的另一個機床方面的考慮因素。

如果車間粗加工一個短坑或表面,機床必須在一個相當短的時間間隔內加速並維持300英寸/分鐘的進給率或更快。Minock說:「它減少了刀具所含有的齒/刀片數。刀片越少,越小,可達到的切深越小。很多機床使用較小尺寸的刀具,能進行大進給銑削,但大多數車間願意用刀片更多的大刀具。」

在試切中,Seco-Carboloy的6英寸直徑大進給銑刀,從實心的4340鋼,粗切出一個12英寸直徑、14英寸深的孔,用不到20分鐘。但是,這樣的切削需要大機床,機床要有很強的馬力和很好的排屑系統。Minock說,大進給銑削的關鍵是刀具進給要足夠快,以保持平均切削厚度。


切向銑削刀刃的壽命倍增或達3倍,並且材料切除率也較高

除了能進行大進給銑削的刀具和機床的可用性之外,大進給銑削還因為很容易地在現有機床上進行,而被越來越廣泛地推廣。很多車間有專用的CNC 程序,根據刀具路徑變化,調整這些程序,要花很長時間。但使用大進給銑削,只需改變進給率,不用改變刀具路徑。Minock說:「其它技術,如切入法銑削,需要改變程序以使Z軸運動,很多車間都有一個困難時期,使這銑削技術適應他們的CNC程序。對於大進給銑削,機床操作者可以在機床上快速進行所需的調整。」

切向銑削

在採用切向銑削以前,哈里森(Harrison)鑄鋼公司傳統上使用定位的圓刀片,在推土機鑄鋼墊500平方英寸的面積上,粗銑0.625英寸的材料。圓刀片需要更新,以便具有最強勁的刀片形狀的橫截面。

但是,哈里森(Harrison)進行兩個粗銑和兩個半精銑工序,每個工序后都必須更換刀片。刃口崩壞使刀具過載,迫使車間要修理爆裂的坑或更換整個刀具,大約每星期進行一次。

哈里森(Harrison)過程式控制制經理J. D. Gray說:「刀片會在一剎那間崩壞,這時刀片將犁著金屬而不是切削。4個粗銑工序要花一個小時的時間』製作』切屑,而停機換刀刃又拉長了工序時間。」

在換用Ingersoll的切向定向、雙面方形刀片以後,該車間發現,它的刀片能耐用到每個零件的所有4個工序,都不再出現刀具損壞的情況。

切向銑刀的刀片是這樣定向的,即它們平放在銑刀上,而不像傳統的那樣立起來。這樣就把刀片最強的截面與主切削力矢量對準。這種配置的改變,能把切削刃的壽命提高2至3倍,在粗切中提高工序的可靠性,同時也提高材料切除率,Ingersoll這樣指出。

該技術需要特殊的銑刀和刀片,價格與同樣規格的傳統粗銑刀相同。大多數車間經常把該技術用於闊面銑和平面銑,用大的切深,刀具的徑向壓力相當大。但應當注意,該技術更適合用於平面銑削,而不是輪廓銑削如凹坑銑削。

車間可以在許多不同類型的機床上進行切向銑削,但是,立式加工中心是最經常用於切向銑削的機床。因為它是粗切技術,機床的主軸可以滿足要求,而且需要考慮機床的規格、銑刀直徑和功率的匹配。

Ingersoll公司的Fiorenza指出,一個車間使用切向銑削,其切深必須與機床的功率成比例。甚至用2.5馬力這樣低功率機床的車間,也能從切向銑削中受益。低功率限制能用0.300英寸切深的銑刀,採用到0.100英寸的切深。但是他們仍能從該技術的相對較高的金屬切除率中受益。

「用傳統刀片粗銑,由於切削力大,車間會經歷刀具折斷,」Fiorenza說。「用切向銑刀,同樣的車間能用大的進給,而且刀片仍保持完好。」

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