山特維克可樂滿：輕質(zhì)銑刀結(jié)合減振刀柄，提高長懸伸加工的穩(wěn)定性及效率

眾所周知，長懸伸的刀具會(huì)帶來很多加工問題。深槽和凹腔以及沿著高肋筋加工時(shí)，都會(huì)存在固有的穩(wěn)定性和剛性問題。振動(dòng)、變形這些不利因素會(huì)造成表面質(zhì)量問題和尺寸誤差。

但是，通過大量的新刀具及其制造工藝的研發(fā)，我們的新解決方案不僅能提高加工的安全性，而且還大大提高了生產(chǎn)效率。

減振刀柄的好處已經(jīng)得到長期的實(shí)踐證明：位于刀柄內(nèi)部的減振裝置吸收振動(dòng)，從而提升加工安全性，提高切削效率。

但是，減振刀柄的一個(gè)已知的局限因素是與其相連接的切削刀具的重量問題。直徑為50毫米的傳統(tǒng)可轉(zhuǎn)位刀片銑刀，重量超過300克（10.6盎司）。這樣的質(zhì)量使得它用于減振接柄時(shí)，要想達(dá)到預(yù)定用途，就具有挑戰(zhàn)性，尤其是在加長的長懸伸應(yīng)用中。

例如，航空工業(yè)以及石油和天然氣行業(yè)的復(fù)雜零件銑削，很容易受到過大振動(dòng)和顫振的影響。加工深凹腔要求長懸伸，這是一個(gè)不可避免的問題。但是，使用傳統(tǒng)較重的刀具，特別是加工某些種類的合金鋼時(shí)，振動(dòng)會(huì)加劇。遺憾的是，過大的刀具振動(dòng)和顫振將導(dǎo)致加工風(fēng)險(xiǎn)，零件質(zhì)量問題、噪聲過大、刀具使用壽命差，甚至零件報(bào)廢。

為了保證工件同時(shí)達(dá)到幾何形狀和表面精度公差，操作人員的選擇往往很少，只有放慢速度，這樣就不能滿足生產(chǎn)計(jì)劃要求，不能達(dá)到要求的盈利能力。

從傳統(tǒng)角度看，改變一些設(shè)計(jì)，可對上述情況進(jìn)行補(bǔ)救。例如，縮短刀柄減振器與切削刃之間的距離，可改善結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和加工安全性。在某些長懸伸應(yīng)用中，它可增加切深，從而增加材料去除率（MRR）。另外，使用專門設(shè)計(jì)的刀片材質(zhì)和槽形，可減小切削力，達(dá)到平順的切削。

但是，實(shí)際上，減輕銑刀重量，對抑制振動(dòng)和提升穩(wěn)定性有顯著影響。要如何做到呢？

山特維克可樂滿的工程師們開始思考這個(gè)問題，使減輕銑刀重量從而提高性能的想法得以實(shí)現(xiàn)。在增材制造（AM）被視為生產(chǎn)銑刀刀體的一種方式時(shí)，取得突破的時(shí)刻終于來到。

使用通過增材制造制成的輕質(zhì)又堅(jiān)固的合金銑刀刀體，可將銑刀重量減小80%，從而降低過程振動(dòng)，增加材料去除率。實(shí)際上，結(jié)合減振接柄技術(shù)，采用這種銑刀后，生產(chǎn)效率可提升高達(dá)200％。

與山特維克增材制造的工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)密切合作后，輕質(zhì)CoroMill® 390方肩銑刀成功問世。在這里，將技術(shù)專長融于加工和AM，完全就是重新發(fā)明了CoroMill® 390銑刀，在采用減振刀具減振接柄時(shí)，可大大提高性能。

新刀具所采用的材料是Ti6Al4V鈦合金，而采用的AM工藝是粉末熔化成型技術(shù)。這種工藝是用激光將粉末熔化后生成實(shí)體。熔融過程反復(fù)進(jìn)行，逐層熔合，直到*后一層，銑刀刀體完全成型，并從模具（build plate）中取出，進(jìn)行后處理。

與標(biāo)準(zhǔn)CoroMill® 390銑刀相比，差別很大。

在低合金鋼（P2.5.Z.HT, 290Hb）面銑的性能試用中，生產(chǎn)效率猛增200%。試用帶有減振接柄的輕質(zhì)CoroMill® 390銑刀，在Okuma MA-550VB立式加工中心進(jìn)行試切。整個(gè)試切過程中，全部使用大徑向銑削寬度（銑刀直徑的80-100%）。

使用輕質(zhì)CoroMill® 390刀具代替標(biāo)準(zhǔn)CoroMill® 390銑刀（直徑都為50 mm，采用的刀片相同），刀具總成的重量從317克（11.2盎司）降低到僅66克（2.33盎司）。正因如此，材料去除率高達(dá)129 cm3/min（7.87 in3/min），而標(biāo)準(zhǔn)CoroMill® 390刀具的材料去除率僅為43 cm33/min（2.62 in3/min）。

兩種銑刀采用的切削參數(shù)相同：主軸轉(zhuǎn)速：1273 rpm；切削速度：200 m/min（656 ft/min）；進(jìn)給速度：573 mm/min（22.6 in/min）；每齒進(jìn)給：0.15 mm /齒（0.006 英寸/齒）；軸向切深：1.5 mm（0.059 in）。

這是個(gè)多用途的新產(chǎn)品，可用于長懸伸面銑、方肩銑和側(cè)銑，銑凹腔，銑槽等應(yīng)用。在生產(chǎn)要求使用長懸伸銑刀的零件（例如航空工業(yè)、石油和天然氣行業(yè)、賽車和模具制造行業(yè)常見的零件）時(shí)，通過使用方便的刀片式銑刀，可確保無故障加工，提升加工安全性。這種刀具可加工多種材料。

輕質(zhì)CoroMill® 390成功的秘訣在于其聰穎的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)減輕了刀體的重量，創(chuàng)造性提出了優(yōu)化的輕質(zhì)銑刀概念。這種過程被稱為拓?fù)鋬?yōu)化，采用這種優(yōu)化后，銑刀更加小巧緊湊，比傳統(tǒng)版本輕很多，從而有助于提升長懸伸銑削工序的生產(chǎn)效率。

金屬切削行業(yè)需要不斷推陳出新，與時(shí)俱進(jìn)，面對激烈的全球競爭。對于長懸伸應(yīng)用而言，這種設(shè)計(jì)由于銑刀重量輕，振動(dòng)小，結(jié)合減振接柄，對提高生產(chǎn)效率有明顯的優(yōu)勢。在這種情況下，通過使用增材制造，性能取得巨大提高。

這再次彰顯了山特維克可樂滿工程師們的創(chuàng)新水平，我們一直在尋求為客戶創(chuàng)造更多的受益。

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