大功率切削刀具夹头对切削效率起到关键作用
有时,这些切削力可能很大,并作用于多个方向,尤其在用硬质合金刀具进行大功率铣削时更是如此。然而,不同的专家对于所谓的“大切削力加工”却有不同的定义。
德国雄克公司(SchunkInc.)产品经理JeffKeith指出,“对刀具夹持力要求较高的加工通常都是一次切削加工(粗加工),或者是对高强度的工件材料(如淬硬钢和常见的航空材料)的加工。”当最终用户试图通过增大切削深度、切削宽度或机床工作台进给速度来缩短加工循环时间时,在二次切削加工(精加工)中也会产生较大的切削力。
瑞士Rego-Fix公司的产品工程师DavidMcHenry指出,尤其是在对加工成本敏感的行业(如汽车制造业),刀柄必须能够承受加工要求的更高进给率和切削速度,“为了更快去除工件材料,还需要使用具有大螺旋角的新型专用刀具——所有这些都取决于你将如何夹持刀具。”
美国BigKaiser精密刀具公司副总裁JackBurley解释说,加工韧性较高的工件材料时,切削力会增大,而这种力具有将硬质合金螺旋刀具拉离刀具夹头的倾向,特别是用大螺旋角立铣刀加工通常用于航空工业的“特殊”材料(如Inconel合金和钛合金)时,这种情况尤为明显。当用45°或60°螺旋角的立铣刀铣削这些材料时,立铣刀就像一颗螺钉一样,将自身拉入工件之中,并趋向于脱离刀具夹头。同样,Lyndex-Nikken公司副总裁PrebenHansen也声称,粗加工模具钢时,要求刀具夹头对刀具有特别大的夹持扭矩。
但是,Techniks公司总裁JohnStagge解释说,通常在谈到“大切削力”加工时,只考虑刀具尺寸和刀具承受的压力可能会更好一些。按照Stagge对加工的定义,直径大于19mm的立铣刀或钻头在承受最大压力的情况下进行切削时,必须使用大夹持力刀具夹头。工件材料并不重要,因为材料越软,加工速度就越快。因此,甚至在切削铝时,也可能引起很大的切削力,因为所用的切削速度可能高达切削钢时的4倍。
但是,刀具夹头的选择仍然至关重要,而且,关于哪种类型的夹头可以提供大夹持力,同时对于某种加工具有最佳总体效益也存在一些争议。对于各种不同类型的大功率切削加工,机械式夹头、热装式夹头乃至液压式夹头都具有各自的优势。
通常,需要在夹紧力与其他一些有利因素(如较小的径跳、振动和较低的成本)之间进行权衡取舍。考虑一下基本的立铣刀夹头,这种夹头采用侧面紧固螺钉与刀具柄部的平面接触,实现夹紧。BigKaiser公司的JackBurley认为,为了在许多加工中实现可靠的刀具夹持,目前还没有比这种传统的、“廉价”的解决方案更好的夹持方法。但是,用户在切削时可能要牺牲一部分刚性和稳定性。
依靠摩擦力来保持夹持力的高端刀具夹头(如热装式夹头)已相当流行,但是,这些刀具夹头也各有利弊。热装式夹头的性能取决于刀具与夹头都有合适的尺寸精度,以及包围刀具柄部的热膨胀孔具有适当的收缩量。此外,与传统的弹簧夹头类似,热装夹头也没有保证刀具正确到位的强制锁紧机构。
德国雄克公司(SchunkInc.)产品经理JeffKeith指出,“对刀具夹持力要求较高的加工通常都是一次切削加工(粗加工),或者是对高强度的工件材料(如淬硬钢和常见的航空材料)的加工。”当最终用户试图通过增大切削深度、切削宽度或机床工作台进给速度来缩短加工循环时间时,在二次切削加工(精加工)中也会产生较大的切削力。
瑞士Rego-Fix公司的产品工程师DavidMcHenry指出,尤其是在对加工成本敏感的行业(如汽车制造业),刀柄必须能够承受加工要求的更高进给率和切削速度,“为了更快去除工件材料,还需要使用具有大螺旋角的新型专用刀具——所有这些都取决于你将如何夹持刀具。”
美国BigKaiser精密刀具公司副总裁JackBurley解释说,加工韧性较高的工件材料时,切削力会增大,而这种力具有将硬质合金螺旋刀具拉离刀具夹头的倾向,特别是用大螺旋角立铣刀加工通常用于航空工业的“特殊”材料(如Inconel合金和钛合金)时,这种情况尤为明显。当用45°或60°螺旋角的立铣刀铣削这些材料时,立铣刀就像一颗螺钉一样,将自身拉入工件之中,并趋向于脱离刀具夹头。同样,Lyndex-Nikken公司副总裁PrebenHansen也声称,粗加工模具钢时,要求刀具夹头对刀具有特别大的夹持扭矩。
但是,Techniks公司总裁JohnStagge解释说,通常在谈到“大切削力”加工时,只考虑刀具尺寸和刀具承受的压力可能会更好一些。按照Stagge对加工的定义,直径大于19mm的立铣刀或钻头在承受最大压力的情况下进行切削时,必须使用大夹持力刀具夹头。工件材料并不重要,因为材料越软,加工速度就越快。因此,甚至在切削铝时,也可能引起很大的切削力,因为所用的切削速度可能高达切削钢时的4倍。
但是,刀具夹头的选择仍然至关重要,而且,关于哪种类型的夹头可以提供大夹持力,同时对于某种加工具有最佳总体效益也存在一些争议。对于各种不同类型的大功率切削加工,机械式夹头、热装式夹头乃至液压式夹头都具有各自的优势。
通常,需要在夹紧力与其他一些有利因素(如较小的径跳、振动和较低的成本)之间进行权衡取舍。考虑一下基本的立铣刀夹头,这种夹头采用侧面紧固螺钉与刀具柄部的平面接触,实现夹紧。BigKaiser公司的JackBurley认为,为了在许多加工中实现可靠的刀具夹持,目前还没有比这种传统的、“廉价”的解决方案更好的夹持方法。但是,用户在切削时可能要牺牲一部分刚性和稳定性。
依靠摩擦力来保持夹持力的高端刀具夹头(如热装式夹头)已相当流行,但是,这些刀具夹头也各有利弊。热装式夹头的性能取决于刀具与夹头都有合适的尺寸精度,以及包围刀具柄部的热膨胀孔具有适当的收缩量。此外,与传统的弹簧夹头类似,热装夹头也没有保证刀具正确到位的强制锁紧机构。