您所在位置：企業焦點新聞
公司產品分類
公司動態（tài）
伊斯卡在刀（dāo）片卷屑槽設計上的最新建樹--切屑成型建模幫助伊（yī）斯卡工程師們優化刀片卷屑槽形狀（zhuàng）設計
發布時間：2019-5-28
設計可轉位刀片前刀麵的工程師需要相當水（shuǐ）平的工程技能：與金屬切削原理以及切屑（xiè）成型過程相關的知識；理解不同被加工材料特定的特征；了知粉末冶金原理以及製造燒結產（chǎn）品的限製；受過適用於刀具設計的（de）培訓並具有相關設計經驗。刀片前刀麵決定（dìng）了刀具的（de）切削幾何形狀，乃至刀（dāo）具的全體切削性能（切削能力），對刀片（piàn）前刀麵進行最優化的成型設計是（shì）刀片設計的關鍵所在。
多年來，切削（xuē）刀具製造商的技（jì）術（shù）選（xuǎn）擇在很大程度上決定了刀片前刀（dāo）麵形狀。例如（rú），最早期的可轉位刀具所夾持的刀片前刀（dāo）麵是（shì）平的。而想（xiǎng）要在車削加（jiā）工中將長切屑打斷，往往需（xū）要在刀體上額外安裝一個高於刀片的凸起部件。在某些刀具設（shè）計中（zhōng），即便是卡固刀片的上壓爪也扮（bàn）演著斷屑槽的角色。麵（miàn）對平前刀麵車刀片的另一常見解（jiě）決方案是通過磨削在刀（dāo）片前刀麵形（xíng）成卷屑凹窩。凹窩促使切屑折（shé）卷為螺旋狀（zhuàng）切屑，進而折斷為更小的切屑段。以上（shàng）兩種方式都是在特（tè）定的時間情境下迫不（bú）得已得出的，但他們離完（wán）美尚遠。
工件（jiàn）成為了切屑流向上（shàng）的（de）天然屏障，有時也會導（dǎo）致切屑折斷。切屑引起（qǐ）工件的嚴重磨（mó）損（sǔn），顯著降低刀具壽命。凹窩的形狀與尺寸嚴（yán）重依賴（lài）於砂輪，這大大降低了凹窩形狀的可能性。然而主要的（de）問題是從長遠的試驗（yàn）來看，完全有必要研發出能在加工各種被加工材料時確保具（jù）有穩定加工性能的斷屑槽。在某種程度上而（ér）言，斷屑槽的（de）設計更像是不斷試驗不斷試錯的過程。
粉末（mò）冶金技術的進步極大地改善了這一狀況，帶來了新的機器設備（bèi）及基於計（jì）算機的控製，顯著提高（gāo）了一係列工藝（yì）過程的穩定性及可靠性。燒結硬質合金產品的技術促成（chéng）刀片（piàn）前刀（dāo）麵（miàn）具有多種多（duō）樣的形狀，打破了刀片斷屑（xiè）麵對凹窩或對凸起部件的依（yī）賴（lài）。前刀麵看（kàn）上去可以具有凹麵與凸麵（miàn）的結合，局部凸起等等特（tè）點。這樣（yàng）複雜的幾何形狀設計使得能提供必要（yào）的切（qiē）屑成型，有效的切（qiē）屑控製。當今的可轉位刀片前刀麵依然具有與此相同的表麵肌理這一特征。
1.CAD帶來的衝擊
為切削刀具研發部（bù）門(R&D)引進（jìn）計算機輔助設計CAD係統，對刀片前刀麵形狀設計帶來不小的衝擊。CAD為刀具設計工程（chéng）師們提供了強大的工具，在刀片設計中能用於3D建（jiàn）模、工程技術以及分析可能出現的製約因素，當然（rán），還用（yòng）於設計刀片的前刀麵（miàn）。最先（xiān）進的產（chǎn）品燒結技術與（yǔ）前沿的CAD係統以及最新式的CNC數（shù）控機床的結合，標誌著切削刀具行業的（de）巨大飛躍（yuè）。它不僅（jǐn）使得生產製造各（gè）式各樣具有複雜幾何形狀的（de）刀片成為可能，還大大縮短了設計過程。
切削刀具設計與生（shēng）產製造水平的整體提升大大降（jiàng）低了對刀片檢測的需求。然而，通過切削加工（gōng）試驗對具有新型幾何形狀的刀片進行切削（xuē）性能（néng）的研究所需的時間仍相當長。切削試驗（yàn）考驗著所有的可轉位刀片設計（jì），而並不僅僅是車削。對於銑削刀片而言（yán），前刀麵形狀設（shè）計主（zhǔ）要從切屑成型的角度考慮；銑（xǐ）削是斷續（xù）切削的過程，因此並無斷屑的困難。銑刀片前刀麵設計的是卷屑（xiè）槽；而車刀片前刀麵設計的是斷屑槽。說得更明確一些，車刀片的前刀麵設計也主要關注於（yú）切屑成型，然而其必須也能斷屑。從幾何的（de）視角來看，每一可轉位刀片的（de）前刀麵都是凹麵區域與凸麵區域的（de）結合體（tǐ）。
2. 3D建模帶來（lái）的衝擊
科學研究（jiū）、大量的試驗（yàn）、對金（jīn）屬切削領域（yù）沉澱的信息（xī）的分析，結合計算機技術的重大進步，為（wéi）切削刀具（jù）領域提供了強大的新式設計工具，即切屑成型的三維（wéi）建模。第一（yī）個（gè）簡化的切屑（xiè）成型模型基於經驗與計算數據，存在嚴重的（de）誤差。隨（suí）著進一步的發展，基於有限（xiàn）元法FEM，將切削過程建模係統整體提高至全新（xīn）的水平。今天，切削刀具設（shè）計工（gōng）程（chéng）師們使用先進的軟件，該軟件能實（shí）現無限接近於實際切削狀況的切屑（xiè）成型仿真。盡管該軟件（jiàn）仍然不能取代切削試驗，卻對可（kě）轉位刀片的有效設計做（zuò）出突出貢獻，重點是，刀片的（de）前（qián）刀（dāo）麵（miàn）設（shè）計。
3.為加工作業適配相應形狀的刀片
伊斯卡，切削刀具領域（yù）的領軍公司，已實施（shī）了建模實踐（jiàn），使得即便是在設計階段，研發部門的工程師（shī）們（men）就已能（néng）決定刀片的哪種幾何形狀適合於哪種應用。
3.1.CNMG車削刀片
在車刀片CNMG 120404-F3P的設計中，人們發現模擬切削運動在刀片前端麵的形狀設計上很有用(圖1)。複雜圖案的設計並不是研發團隊炫技之舉，事實上（shàng），建模被證實（shí）在實現團隊確保最佳切削性能的目標上是非常（cháng）有用的工（gōng）具。
3.2.ICG刀頭，用於束魔變色龍鑽（zuàn）(SUMOCHAM)
鑽削難加工材料奧（ào）氏體不鏽（xiù）鋼及（jí）雙（shuāng）相不鏽鋼（ISO M材（cái）料組）時存在困難，特別是鑽深很大時。為提高這類材（cái）料的鑽削加工（gōng）性能，伊斯卡（kǎ）研發出帶分屑槽的硬質合（hé）金刀頭ICG。刀頭直徑範圍為14-25.9mm。刀頭裝夾於標準（zhǔn）束魔變色龍鑽杆（SUMOCHAM）上，提供高品質的鑽孔加工（gōng），最大鑽深達（dá）12xD。刀頭切（qiē）削刃上設計有分屑槽，特別的卷屑（xiè）設計確（què）保具（jù）有出色的切屑控（kòng）製（zhì）性能，在深腔鑽（zuàn）削應用中的排屑問題就這樣被輕易（yì）地解決了。
在卷屑槽作用於（yú）切屑成型的過程中，切屑流建模是流程中重要的（de）一（yī）步，也是（shì）決定設計方案（àn）是否成功所不可分割的一部分(圖2)。
3.3.NANMILL銑刀
在（zài）最新的“LOGIQ”係（xì）列（liè）中，伊斯卡發布了一係列新型性能提升的切削刀具係列，並推出一係列小直徑可轉位銑刀（直徑小於20mm）。盡管這一直（zhí）徑範（fàn）圍一直以（yǐ）來被認為（wéi）更適合於整體硬質合金刀（dāo）具，新的可轉位銑刀作為取而代之的刀具依然表現（xiàn）出吸引（yǐn）力及成本優勢（shì）。
直徑範圍為8-16mm的可轉位銑刀NANMILL係列集新設計概念於一體（tǐ）：夾緊螺釘（dìng）位於刀片前端麵（miàn），螺釘頭扮演著夾緊楔塊的作用。然而，為防止螺釘（dìng）端頭與生成的切屑之間產生任何形式（shì）的接觸（這是這款設計所潛在（zài）的結果），刀片卷（juàn）屑（xiè）槽還需額外解決這一難題。卷屑過程的建模是成功解決這一問題的關鍵所在(圖3)。
切屑成型仿真（zhēn）已成為有效塑造刀片前刀（dāo）麵的有用的工具。關於（yú）建模進一步的進展應（yīng）該是為刀具設計工程師們帶（dài）來更（gèng）接近（jìn）於（yú）優化的卷屑槽形狀，能顯著（zhe）提（tí）高設計刀（dāo）具的品質。
[ 打印 ] [ 返回頂（dǐng）部 ] [ 關閉 ]