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伊斯卡（kǎ），用小直徑可（kě）轉位刀具替換整體硬質合金刀具

2018-9-5 來源：伊斯卡作者： Andrei Petrilin

長期以來，整體硬（yìng）質合金旋轉刀具（jù）主控著直（zhí）徑（jìng）小於20mm的刀（dāo）具市場。人們對整體硬質合（hé）金刀具產生這一由來已久的認知，往往出於為刀（dāo）具的可靠性做出保險（xiǎn）的選擇。可轉（zhuǎn）位（wèi）刀具的製造商（shāng）們甚至沒有能成功地滲入占領這一整體（tǐ）硬質合金刀具的堡壘。

下麵列舉人們在做出選擇時考慮的（de）兩（liǎng）個重要（yào）因素：其一，從獲取高精（jīng）度加工的角度來看，整（zhěng）體硬質合金刀具比可轉位刀具更有優勢，直徑越小，整（zhěng）體（tǐ）硬質合金刀具的優勢就越明顯。然而，隨著整體（tǐ）硬質合金刀具直徑（jìng）的減小，刀具精度降低（dī）（如跳動精度），這將對刀具壽命帶來顯著的（de）負麵影響。其二，可（kě）轉位刀（dāo）具（jù）由可轉位刀體、可轉位刀片以及裝配用機械夾緊部件（jiàn）組成，夾緊螺釘或楔塊之類的夾緊部件用以確保（bǎo）刀片安置於刀體定位槽內。意欲縮減刀具直徑，減小裝配（pèi）組件尺寸很有必要。然而，緊固零部件尺寸的縮小會導致其強度減弱，使得刀具不能承受常（cháng）規切削參數下的切削載荷。這會嚴（yán）重限製刀具的應用範圍；進而使（shǐ）得刀具整體裝配結構（gòu）變弱甚至失效。

事實上，相比於可轉位刀具的概念（niàn），小直（zhí）徑整體硬質合金刀（dāo）具的價格往往更高（gāo），這使大家進一步意識到小直徑範圍內（nèi）可轉位刀具的重要（yào）性。

提供可轉位刀具作為選擇

在上述直徑範圍內使用可轉位刀具有幾個顯著（zhe）的優（yōu）勢，這在用戶（hù）眼裏非常（cháng）具（jù）有吸引力。在許多案例中，特（tè）別是粗加工切削刃失（shī）效時，采用可轉位刀具時僅需對刀片進行簡單的轉位操作（zuò），非常經濟合算；而采用整體（tǐ）硬質合金刀（dāo）具時則需用全新的刀具替換已報（bào）廢的刀（dāo）具。采用可轉位刀具還帶來額外的好處，那就是免除了對失效的整體硬質合金刀具進行既浪費時間也浪費（fèi）資源的重磨及重塗層操作（zuò）。

刀（dāo）具（jù）製造商們迎接來（lái）自整體（tǐ）硬質合金刀具概念的挑戰並取得了顯著的進展（zhǎn），開發出基於可靠設計且具有商業化可行性的小直徑可轉位刀具。在這一方向的努力已經有（yǒu）了（le）成果，夾持可轉位刀頭或可轉位刀片的（de）銑刀（dāo）及（jí）鑽頭已能用（yòng）於替代整體硬（yìng）質（zhì）合金刀具。

頗具競爭力的性能

可換硬質合金（jīn）刀頭式刀具的推出昭示著關注焦點的轉變。例如，伊斯卡就推出了兩種（zhǒng）基於（yú）這（zhè）一理念（niàn）的（de）刀具，那就是變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）係列及變色龍鑽（CHAMDRILL）係列。

新式刀具憑借（jiè）其性能（néng）及精度特性在功（gōng）能（néng）上能與整體（tǐ）硬質合金刀具設計相匹敵。這類係列的共性是，一個刀（dāo）頭能裝夾於不同的刀體；反之一個刀體能（néng）裝夾不同的刀頭，有助於生成豐富多樣的（de）裝配組合，促成刀具庫存件數的減少（shǎo）。

另一重要的設計—“快（kuài）換刀頭，無停機（jī）時間”，也是可換頭式刀具（jù）的特征之一，因無需浪費時間（jiān）在重新裝夾調試（shì）刀具上，能實現刀體夾持於機（jī）床主軸（zhóu）上就能在機更換失效的刀頭。這能消減（jiǎn）加工周期，並進而降（jiàng）低生（shēng）產成本。與此相反，當（dāng）整體硬質合金銑刀或鑽頭失效，新一輪的（de）刀具裝卸周期則（zé）不可（kě）避免。

另外，這（zhè）一概念確（què）保繼承了整體硬質合金刀具的所有相關優點。在所（suǒ）探討的（de）直徑範圍內，“可換刀頭式”硬質合金（jīn）刀具憑借其原理在刀具設計方麵具有更明顯的優勢和（hé）特點。變形金剛（gāng）立銑刀係列（MULTI-MASTER）最小直徑（jìng）為5mm；束魔（mó）變色龍鑽（SUMOCHAM）最小直徑為6mm；變形金剛立銑刀還能用於加工沉頭螺釘孔，中心鑽最小直徑為1mm。

LOGIQ係列帶來全新的視角

伊斯卡全新邏輯·智勝LOGIQ係列推出了小規格的可轉位旋轉刀具。公司（sī）推出好幾個係列的名義直徑不大於20mm的刀具（jù）。接（jiē）下來扼要地回顧這些係列以更清（qīng）晰地理解這（zhè）些新式刀具是（shì）否能打破整體硬質（zhì）合金刀具的壁壘。

最讓人感興（xìng）趣的是新係列可轉位銑刀，直徑範圍為8-16mm。這些係列（liè）推薦（jiàn）用於方肩銑或大進給銑削。具有幾個共性的特點：夾持帶3個切削（xuē）刃的三角形刀片，緊固刀片的（de）機械部件為夾緊螺釘。然而（ér），看上去相似的結果卻來自（zì）於不同的設計思路。HELI3MILL 及（jí） MICRO3FEED係（xì）列銑刀直（zhí）徑範圍為10-16mm，采（cǎi）用（yòng）了經典的刀片鎖緊設計（jì），即（jí）夾緊螺釘通過刀片中心孔對刀片進行夾（jiá）緊（jǐn）；而NANMILL 及NANFEED係列（liè）銑刀直徑範圍為8-10mm，采用了以下概念的夾緊（jǐn）方式。在如此小的（de）直（zhí）徑範圍內，如（rú）前所提的（de）過（guò）刀片中心孔夾緊（jǐn）螺釘（dìng），無法提供可被接受可實操（cāo）的解決方案。在新的概念中，螺（luó）釘置放於刀片前刀麵上方，夾緊螺釘頭充當了楔塊的角色（圖1）。這提供（gòng）了可靠的剛（gāng）性夾緊，刀片因（yīn）無中心孔的結構而均質耐用，使得刀片轉位簡捷。

Fig 1 NANMILL

按預計，這些係列（liè）將用於（yú）緊湊部件的製造，不同工業領域如模具工業的（de）小尺寸型腔銑（xǐ）、挖槽（cáo）加工（gōng）以及小型零部件（jiàn）的（de）銑（xǐ）削加工（gōng），也用於小型零部件（jiàn）的生產製造。

小改變帶來大衝擊

1mm的改變是多還是微不足道？對於小直徑範圍內的可轉位刀具而言，這將帶來大大的不同。伊斯卡最新推出直徑為5mm的束魔變色龍（lóng）鑽（SUMOCHAM）刀頭，標誌著為可換頭式鑽頭應（yīng）用範圍帶（dài）來了重（chóng）大的進步（圖2）。

Fig 2 SUMOCHAM

在小直徑範圍內，可換頭式刀具（jù）能提供高精度（dù）及高性能的優勢，使得其成為傳統的整體（tǐ）硬質合金刀（dāo）具的有力的競爭（zhēng）對手。可轉位（wèi）刀具正在切入金（jīn）屬切削實（shí）踐領域，這值得引起大家的關（guān）注。

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