HELI係列的新發展
2024-1-24 來源： 伊（yī）斯卡 作者：技術經理 Andrei Petrilin
在20世紀（jì）90年代（dài），伊斯卡HELIMILL產（chǎn）品（pǐn）係列的推出成為了銑削刀具的一個重要裏程碑。它運用（yòng）了一種全新的方法，顛覆了可轉位銑削刀具（jù）的設計，並在之後幾年重塑了整個刀具行業。這一突破是通過平行四邊（biān）形硬質合金刀片實現的，這種刀片的螺旋型切削刃由（yóu）刀片的螺旋型後刀麵和特殊形狀的前（qián）刀麵相交形成。HELIMILL的設計理念（niàn）擁有諸多優勢。(圖1)
首先，當刀片安裝在刀（dāo）具上時（shí），刀片切削刃的前角和（hé）後角的一致性減少了切削力的變化，使得切削過程更為平順。其次，刀片切削刃型的一致性提高了其（qí）強度。最後，使（shǐ）用螺旋刃（rèn）刀片的刀具（jù）在旋轉時形成（chéng）的虛擬圓柱體精度更高，與上一代銑削刀片的直刃相比，有效提高了側刃加工精度。這些發展將HELIMILL的銑削性能提升到了新的高度。
多年來，伊斯卡對經典HELIMILL產（chǎn）品係列刀片不斷（duàn）改（gǎi）進，成果顯著（zhe）。如切削刃的螺旋角變得更（gèng）為鋒利，前刀麵的斷屑結構變得更為複雜。結合先進的硬（yìng）質合金牌號（hào），這些新的設計也將刀片性能提升至了新的（de）高度。不過，平行四邊（biān）形的刀片形狀也限製（zhì）了其可轉位螺旋切（qiē）削刃的數量最多隻有（yǒu）兩個。
為了最大化（huà）硬質合金的使用效率，我們又開始對刀（dāo）片進行新一輪的優化。通過將螺（luó）旋型切削刃（rèn）成功應用（yòng）到三角形刀片中，我們實現了（le）這一目標。三角形刀片不僅代表其擁有三個切削刃，還帶來了（le）其他的優勢。與其他刀片形狀相比，在切削刃長度相等（děng）的情況（kuàng）下，三角形形狀可獲得更寬的刀杆芯部空間。這使得冷卻（què）孔徑尺寸增（zēng）大，同時可以使用較大螺紋的（de）刀片鎖緊螺釘。這樣（yàng）一來，便提高了刀片的（de）夾緊剛性，從而（ér）提高整個銑削刀具組件的耐用度。此外，三角形形狀還增（zēng）強了其坡走銑削能（néng）力。
總體而言，伊斯卡 HELIMILL產品係列的推出及其後續的發展進步已經徹底改變了銑削刀具行業。得益於螺旋型切削刃和三角形刀片，刀具的性能、精度和耐用度都得以提（tí）升，銑削能力也達到了新（xīn）的（de）高度（dù）。
前不久（jiǔ），HELIMILL刀具發展為HELI-3-MILL，這是伊斯卡在過去十年內推出的銑削刀具係（xì）列之一。"螺（luó）旋刃三角形"的優勢使得HELI-3-MILL在市場上廣受歡迎。當然，我們需要注意這並不代表三角形的刀片形狀將馬上完全取（qǔ）代傳統的有螺旋切削刃的平行四邊形刀（dāo）片。平行四邊形刀片仍然具有它的競爭優勢。（圖2）
雖然與三角形刀片形狀（zhuàng）相比，平（píng）行四邊（biān）形形狀刀片的寬度較窄，這一點被認為是一個劣勢（shì），但同時這一劣勢也帶來（lái）了一定的優勢（shì）。首先，較窄的刀片適用於較小刀（dāo）具直徑的（de）可轉位（wèi）刀（dāo）體設計。其次，這種刀片形（xíng）狀（zhuàng）減小了容屑槽的深度，加固了（le）刀體的橫截麵。這一特點對於加長（zhǎng）排屑槽的玉米銑刀來（lái）說尤為重要，因其對刀體剛性和強度要求更高。平行四邊形刀片結構還可（kě）增加刀尖半徑。此外，平行四邊形非常適合大進給銑（xǐ）削（xuē）（HFM）刀片，可安裝在（zài）現（xiàn）有的刀槽中，將90度刀具（jù）轉變為高效的大（dà）進（jìn）給（HFM）刀具。而（ér）且，與“螺（luó）旋刃三角形”相比，“螺旋刃平行四邊形”的整體刀片（piàn）長度更短，而切削長度相同。因此，我（wǒ）們不應（yīng）忽視平行四邊形刀片的優勢（shì）。
90度可轉位銑削刀具的發展巧（qiǎo）妙地利用了三角形和平行四邊形（xíng）兩種刀（dāo）片的優勢。雖然三角形刀片的概念在現代設計中（zhōng）占主導地位，但平行（háng）四邊形刀片的設計仍然有它的道理。基於HELIMILL係（xì）列（liè），伊斯卡不（bú）斷進行（háng）更（gèng）新迭代（dài），推出更多優質產品。如最近推出的采用平行四邊形刀片的銑（xǐ）削刀具產品表明傳統的設計理念仍然有效，能夠滿足現代製造的（de）需求。一直以來對高溫合金和鈦合金（ISO S應用（yòng）組）以及難（nán）加工的奧氏（shì）體和雙相不鏽鋼（ISO M應用（yòng）組）進行銑削都是一（yī）個挑戰（zhàn）。但如果采用更有效的冷卻液輸送方式（shì），尤其是精準的高壓冷卻（HPC），可以顯著減少（shǎo）切（qiē）削刃的熱負荷，提高潤滑效果（guǒ）並促進排屑。
這種冷卻方式會帶來更高的切削數據（jù），增大徑向進給，從而實現更高的金屬去除率（MRR）。此外，高壓冷卻（HPC）有助於形成更緊密卷曲的切屑，適用於容屑槽較小且齒密度更高的刀具。考（kǎo）慮到這些因素，伊斯卡對HELI2000係列（HELIMILL的最新版本）進行（háng）了擴展，在刀體內部加入了高壓冷卻液（HPC）通（tōng）道。利用計算流體動力學（CFD），對這些刀具（jù）的設計進（jìn）行了優化。用戶既可以（yǐ）選擇整體式（shì）刀體，也可以選擇可換（huàn）刀頭式刀體，適用於伊斯卡的模塊（kuài）化係統，如MULTI-MASTER和FLEXFIT。（圖3）
HELI2000結（jié）合了HELIMILL和HELIPLUS係列的發展優勢，融合（hé）成為一個全（quán）新的（de）產品係列（liè）。其中包（bāo）括采用兩種新的高效（xiào）硬質合金牌號：IC5600，專為加工鋼材（ISO P組）而設計，以及IC716，專門用於切削鈦合（hé）金。並且由於新的切削刃型，刀片的範圍（wéi）得以擴（kuò）展。包括具有大正前角卷屑（xiè）槽的刀片，用於銑削鈦合金，以及用於高效粗加工的切削（xuē）刃型，以及其他（tā）設（shè）計。此外，該係列目前還包括有（yǒu）加強型切削刃的刀（dāo）片，用於對硬度高達60 HRC的材料（ISO H組）進（jìn）行（háng）大（dà）進給銑削。新產品也（yě）包含屬於伊斯卡鋁合金加工的（de）HELIALU係列，用於（yú）加工鋁合金（ISO N組（zǔ））。HELIALU係列的擴展包括帶有螺紋接口的可轉位立銑刀頭，適用於（yú）MULTI-MASTER和FLEXFIT係列（liè），帶有高壓冷卻（HPC）功能。刀頭的模塊化設計顯著增強了HELIALU刀具的適（shì）配能力，使其適（shì）用於各種MULTI-MASTER和FLEXFIT刀杆（gǎn）、刀柄、延長杆和減徑杆。因此，“螺旋刃平行四（sì）邊形”刀片的發展從未停止，傳統的HELIMILL仍在（zài）不斷（duàn）進步。就像（xiàng）辯證法一樣，刀具的發展曆程也是曲折前進的，總結過去的經驗教訓（xùn），以實現新的突破（pò）。（圖4）
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