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快刀出擊 – 高金屬去除率銑（xǐ）刀
發布時間：2019-7-8
前言
大幅提高粗銑加工中每齒進給，這一加工（gōng）方（fāng）式被稱作快進給銑削（xuē）(FF)或大進給銑削(HFM)，於九十年代應用至工業領域。因（yīn）用戶對縮短模具生產製造時間的需求大量增（zēng）加，模具工業成為最早（zǎo）采用HFM大進給銑削方式進行（háng）生產實踐的領域之一。大（dà）進給銑刀（dāo）HFM不僅對這一市場需求做出回應；同時還提供了（le）高效加工刀具用於提（tí）高生產率。大進給加工方式主要基於兩個原則：銑刀的幾何形狀（zhuàng）；銑刀在機床上獲得高速大進給驅動。
大進給銑削相關
典型（xíng）的（de）大進（jìn）給銑刀具有小主偏角的特點，其（qí）值通常為9-17°。這一設計特點會引出三（sān）個重要的（de）結果。其一是源於切屑減薄效應使得每齒進給具有得到相當大幅度提高的可能性。例如，在低合金鋼的麵銑加工中，最大每齒進給值為0.2mm；然而在大進給加工中（zhōng），通常（cháng）能實現2mm的最大每齒進給（gěi）。其二是刀具形狀確保實現小切深。銑削加工減少了（le）切削深度（dù）DOC，降低了切削力（lì）和機床功率消耗（hào）。其三是切削力的徑向分量最小化結合軸向分量最大化，使得切削力主要作用於機床主軸的軸向方向，也就是說，切削力主要指向機床剛性最大的方向。這提高了加工穩定性。
提高每齒進給意（yì）味著更高的進給速度，需要機床驅動刀具給出恰合的進給值。在上述針對低合金鋼的大進給（gěi）銑削案例（lì）中，進給速（sù）度可達（dá）7000-9000 mm/min，比常規進給高出一大截。
捕捉到市場需求，機床製造商們開發（fā）出為大進給銑削特別設計的各式各樣的機床。這些功率（lǜ）相對更低的機床具有“三（sān）高”特（tè）性：高扭矩，高推力（lì）主軸，高速進給驅動。這些機床具足先進的計算機數控CNC的硬件及軟件。大進（jìn）給銑削HFM加工方式大大扭轉了粗銑加工概念。取代在高功率機（jī）床上以大切深及大切寬的方式對工件材料（liào）進（jìn）行（háng）集中去除的加工方（fāng）式，大進給銑削加工方式倡導在低功率機床上以小切深執行超高生產率（lǜ）的（de）銑削加工，切（qiē）削刀具飛速旋（xuán）轉。
大進給銑削已曆經一些有趣（qù）的變更。最初其被視作模具（jù）工業型腔及窄小型腔粗銑加工的（de）有效方法，但很快就被證實在麵銑加工中具有優勢。快進給FF銑刀（dāo）的直徑範圍（wéi）在（zài）擴張；適用於采用大進給銑削方式進行加工的工程材料組也（yě）在（zài）不斷增加。大進給銑削很快滲透進（jìn）了眾多工業領域。大進給銑削作為高效加工技術不再局（jú）限於服務模具工業，開始以（yǐ）通用的被首肯的高生產率加工方（fāng）式被投放（fàng）於（yú）各金屬切削領域。盡管鋼及鑄鐵材料是大進給銑削的主要消耗材料，然而不（bú）鏽鋼、鈦合金甚（shèn）至高溫合金、超級合金也同樣被成功地加工。這反過來又引導刀具供應商們推出不（bú）同形（xíng）式的各式各樣的大進給銑（xǐ）刀。他們推出可（kě）轉位銑刀及整體硬質合金立（lì）銑刀，配置（zhì）以（yǐ）夾持柄部或心軸的形式，具（jù）有（yǒu）整體式（shì）或模塊式結構，多種多樣幾何形狀的銑刀，能（néng）根據加工材料組的不（bú）同進（jìn）行選配。
伊斯卡在大進給銑刀領域
以伊斯卡多達（dá）數十種大進給銑刀係列來闡釋大進給銑刀的多樣性（xìng）。現今，它已（yǐ）成（chéng）為一個（gè）另辟蹊徑的獨立銑削領域（yù），提（tí）供豐富多樣的選項。早在九十（shí）年代後期，伊斯卡就推出夾持（chí）單麵（miàn）銑刀片的可轉位大進給銑刀；緊接著就通過增添更多的（de）可轉位銑刀係列使（shǐ）得大進給銑刀係列得到擴充，通過設計（jì）為用戶提供更多附加值。在某一案例中，銑刀夾持高成本效益的（de）雙麵銑刀片；而在另一案例中，前沿的（de）刀具形狀顯著提高了銑（xǐ）刀坡走銑性能，在螺旋插補銑加工中性能更佳。在需要小尺寸銑刀的場合，伊斯卡推出快進給整體硬質合金（jīn）立銑刀及夾（jiá）持於其變形金剛刀體的可換式銑刀頭。將大進給銑刀用（yòng）於麵銑加工產生了（le）新（xīn）需（xū）求，伊斯卡不止於推出相關（guān）大進給麵銑（xǐ）刀，還額外給出獨創的解（jiě）決方案：特別設計的銑刀（dāo）片。這些銑刀片能（néng）裝夾於適合於通用銑削的標準銑刀體上，僅僅通過更換刀片即可將常規銑刀轉化為大進給銑刀。該解決方案尤其受到中小型製造商們（men）的稱揚，因這使得已購銑刀能得到有（yǒu）效的利用。
在最新推出的“邏輯•智勝LOGIQ”係列中，伊（yī）斯卡推出四種全新的快進給銑刀係列，並對一些已有的係列（liè）進行了升級。隱藏在這些研發後的動機是什麽（me）？伊斯卡以致力於（yú）創新而極富聲譽，動力（lì）來自研發部門不停息的研發以及來自製造（zào）商們的實際需求。
新係列（liè）首要（yào）的顯（xiǎn）著特征是尺寸大幅縮小的可轉位大進給銑刀（dāo）。例如， “NAN3FEED”立銑刀FFT3-02直徑範圍為8-10mm，該直（zhí）徑範圍是整體硬質合金立（lì）銑刀的“經典”直徑範圍。伊斯卡堅信可轉位銑刀概念代表推出了（le）頗具競爭力的解決方案。這些立銑刀具有以采用了對微（wēi）小硬質（zhì）合金刀片進行原創（chuàng）夾緊方（fāng）式的特點。小尺寸銑（xǐ）刀片並未（wèi）設（shè）計有削弱刀片結構的常規的中心通孔。螺釘頭，扮演著楔塊的（de）角色，不僅牢靠地夾緊刀片，而且（qiě）使得能對刀片進行快（kuài）速而簡捷的（de）轉位操作。源（yuán）於刀片尺寸非常小，需采用帶磁性（xìng）端（duān）頭的扳（bān）手將刀片置入刀片定位槽中。這一倡（chàng）導下設計的銑刀確保實現多齒（chǐ）結構：直徑8mm的銑（xǐ）刀帶2個齒，直徑10mm的銑刀帶3個（gè）齒；相比於整（zhěng）體硬質（zhì）合金立銑刀，采用帶3個（gè）切削刃的可轉位刀片成本更低。（圖1）
另一力證是“TANG4FEED”銑刀，大進給套式銑刀立（lì）裝夾持菱形（xíng）銑刀片。該銑刀設計主要用於中-大尺寸型腔的粗銑（xǐ）加工。立裝夾持原理，與楔形夾持相結合確保刀片夾持牢靠，確保銑（xǐ）刀結構耐用。刀片的菱形（xíng）形狀顯（xiǎn）著提高了銑刀的坡走銑性能，以及單側插銑加工性能。TANG4FEED銑（xǐ）刀片為雙（shuāng）麵刀片，帶4個切（qiē）削刃。（圖2）
當麵對各式各樣的大進給銑刀係列作為可（kě）選項，“該如何選擇更適合的刀具（jù）？”這一問題就不可避免地出現（xiàn）了。除了伊斯卡在線專家選刀係統ITA軟（ruǎn）件，伊斯卡還開發了快速選刀指南，可以幫助製造商們找到最高效的（de）大進給銑刀解決方案（àn）。
伊斯卡大進（jìn）給銑刀的案例有（yǒu）力地證實了其開發的（de）大進給銑刀遠未能抵達其能（néng）達到的巔峰。新（xīn）推介的銑刀係（xì）列（liè）為真實（shí）的加工需求提供了合乎邏輯的答複。大進給（gěi）銑刀HFM，作為粗銑加工的高生產率加工方式，前景光明；金屬切削行業將持續對具有高金屬去除率的、越來越快越來（lái）越高效（xiào）的銑刀保持（chí）需求態勢。（圖（tú）3）
