低切削力多功能APX立铣刀
阅读7607次
您的位置:切削技术首页>技术专题>刀具应用>低切削力多功能APX立铣刀
点击此处:以获得带文本搜索器的该文页面

图1 APX立铣刀系列产品

图2 凸起状前刀面

图3 二级前刀面

图4 所耗功率比较

图5 抗破损性能比较

图6 切削生成的解析例子
近年来,生产线的构成已逐步由专用机床转换为柔性更好的小型加工中心,尤其是汽车零部件的新型生产线,大都已进行了更新换代。小型加工中心的主轴转速很高,与大型加工中心相比,刚性相对较低,因此,要求所用刀具在刚性较低的机床上,仍能发挥高效切削加工性能。用户迫切要求工具厂家开发出低切削力、多功能、高精度、高效率的切削工具。
三菱综合材料公司的APX立铣刀(图1)就是为满足上述要求而开发的新产品。APX立铣刀是利用切削仿真技术对齿形进行重新设计的新一代可转位多功能立铣刀品种。

APX立铣刀的特点

  1. 刚性高,切削力小
    为了降低切削力,在APX立铣刀的设计中采取了多种措施。首先,为了提高切屑剥离性能,将前刀面设计为凸起状(图2),前角取得很大,如刀具直径为Ø25mm时,径向前角最大取为+25°,轴向前角最大取为+18°;其次,为了提高排屑性能,将刀片设计成二级前刀面,凸起状刀齿可减小与切屑的接触面积,从而降低切削力(图3)。这种刀具设计应用了切削仿真技术,预先计算出实际切削时的切削力和切屑的温度。另外,后刀面被压制成螺纹状,以提高其抗破损性能。这种设计的优点是切削时不易发生颤振,即使在BT30等低刚性机床上进行铣削加工,APX立铣刀也可充分发挥其优异性能。
    图4所示为APX立铣刀与其它公司最新刀具品种所耗功率的比较。被加工材料SCM440,切削速度160m/min,切深6mm,切削宽度6mm,进给量0.1~0.2mm/齿,采用干式顺铣加工。结果表明,APX立铣刀所耗功率最小,切削刃锋利度最高。图5所示为抗破损性能的比较。三菱公司的产品由于齿形设计特殊,并经过miracle涂层处理,在切削力较低的情况下,仍具有良好的抗破损性能。
  2. 具有最佳三维曲线切削刃形状
    刀片主切削刃部分为凸起状三维曲线形状,可加工出高精度侧壁表面,提高零件的加工质量。这种三维形状是对切屑生成方向等进行仿真解析后设计而成(图6),它可以使切屑在最适宜的时候剥离,从而使被加工零件获得极为良好的加工表面。
    图7所示为切削加工侧壁表面时的偏差测量结果。当切削深度为6mm时,APX立铣刀加工侧壁的偏差值为21µm,其它公司的同规格刀具的加工偏差值均大于APX立铣刀。如用APX立铣刀进行精加工,切削负荷更小,其偏差值甚至已接近可忽略不计的水平。
  3. 多功能
    APX立铣刀与三菱公司以前的产品相比,多功能的特点最为突出。APX立铣刀可进行各种加工作业,用一把刀具即可完成各种三维切削加工。特别是用于飞机零件的叶片加工等领域时,更可发挥其独特的切削效果。另外,在刀柄设计方面,柄部直径略小于刀齿直径,是一种偏置式结构,这种结构便于进行深腔加工。
  4. 刀片材料耐磨性优异
    APX立铣刀配备了两种miracle涂层刀片,即“VP15TF”和“VP20RT”,前一种刀片已公开发售,后一种刀片拟于2005年5月投放市场。“VP15TF”是一种适应性广泛的通用型刀片;“VP20RT”则是只限于不锈钢加工的专用型刀片。图10所示为切削高硬度材料SKD11(50HRC)时磨损情况的比较。切削条件为切削速度80m/min,切深5mm,切削宽度1mm,进给量0.05mm/齿。在试验过程中,VP15TF涂层刀片具有非常长的使用寿命。APX立铣刀切削长度达10m以后,刀具后面磨损量仅0.14mm,而其它公司的刀具在相同切削条件下,切削长度在5m以下即出现剧烈磨损。
    附表所示为在BT30BT30、BT40加工中心上的切削实例。例1为在BT30立式加工中心上加工,该用户采用原有刀具加工时,因振动而产生很大噪声,作业环境较差;采用APX立铣刀加工后,噪声大幅度减小,工具寿命延长2倍以上。例2表明,采用原有刀具加工后,出现较大毛刺,去除这些毛刺极为费时,加工成本相应提高;改用APX立铣刀后,由于切削刃锋利度高,毛刺也较少,加工后去毛刺的时间大为缩短。例3为干式加工的实例,采用原有刀具时,切削热很高,工件往往因产生热变形而报废;采用APX立铣刀后,切削热大幅度下降,有效抑制了工件变形,可进行稳定的干式切削加工。例4是在高刚性加工中心上进行高效率沟槽加工的实例,机床功率5.5/3.7kW,最高转速8000r/min,被加工材料S55C,切削速度160m/min,进给量0.25mm/齿,切深6mm,切削宽度20mm,APX立铣刀所耗功率较低,但切削效率却达到143cc/min,加工面质量也极为良好。

    图7 加工侧壁表面的质量对比

    图8 多种加工功能

    图9 刀柄结构

    图10 加工高硬度材料时的耐磨性比较
    加工实例例1例2例3例4
    刀具型号APX3000R162SA16SAAPX3000R203SA20SAAPX3000R162SA16SAAPX3000R203SA20SA
    选用刀片AOMT120616PEERM
    (VP15TF)
    AOMT120608PEERM
    (VP20RF)
    AOMT120608PEERM
    (VP20RF)
    AOMT120608PEERM
    (VP15TF)
    被加工材料
    切削条件切削速度
    (m/min)
    150160160160
    进给量
    (mm/齿)
    0.050.100.110.25
    切削深度
    (mm)
    1.53.22.66
    切削宽度
    (mm)
    1.55.11420
    切削液
    (mm)
    湿式切削湿式切削干式切削干式切削
    选用机床BT30立式加工中心BT40立式加工中心BT40卧式加工中心BT40卧式加工中心
    加工效果与其它公司产品相比,切削噪音低,使用寿命长,工具寿命延长2倍切屑形成良好,毛刺减少,切削噪音低切削噪音低,毛刺少,工件变形小使用新一代高刚性加工中心,APX立铣刀的切削力较低,但加工效率却大幅提高
本文作者:初犁(编译)
原载:《工具展望》2006年第2期
上载于:2007-8-29 12:50:38

声明: 切削技术网站刊载此文不代表同意其说法或描述,仅为提供更多信息。

发给好友 收藏 投稿给我们 打印本页

切削技术微信



本文微信分享码

沪ICP备05002856号 不良信息举报
谷歌搜索
本站:
全网:

本页链接

上海金切协会:关于筹备第十一…
上海金切协会:关于筹备换届选…
CCMT2018刀具展品综述
在汽轮机行业金切网2018北…
2018财年肯纳金属全球增长…
山特维克机械2018年上半年…
德国发布切削工具品牌在德市场…
CCMT2018 展会车刀展…
关于召开第八届现代切削与测量…