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    如何设计螺纹铣刀以满足客户提高生产率的要求?

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-14 23:58:34    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:977
    导读

    从设计角度,为满足客户螺纹铣刀应用需要,有许多因需要考虑的因素。现在,问题是从当前设计、生产中,机夹式整体硬质合金直槽螺纹铣刀、机夹式整体硬质合金螺旋槽螺纹铣刀,哪一种是最适合您的应用场合,最具有加工成本优势,生产效率最高。 本文目的,我

    从设计的角度来看,要满足客户螺纹铣刀的应用需求,需要考虑的因素很多。现在的问题是,从目前的设计和生产来看,哪一种最适合你的应用,哪一种最具有加工成本优势,生产效率最高,即机夹整体硬质合金直槽螺纹铣刀还是机夹整体硬质合金螺旋槽螺纹铣刀。本文的目的不是讨论上述应用选择。假设客户已经选择并认为机夹螺纹铣刀是最高效的,本文的目的是讨论机夹螺纹铣刀满足客户应用的重要设计要素是什么。当然,降低加工成本,提高生产效率是客户的要求。对于客户的具体申请,需要多长时间处理?从刀具角度,提出了可实现的加工时间。螺纹加工表面质量很重要吗?用这种螺纹铣刀在零件上加工几个螺纹孔,零件的材料是什么?刀具的成本和使用时间是多少?也许最便宜的工具并不是处理成本最低、效率最高的,客户目前使用的工具也不是客户应用的最佳工具。上述所有因素都将是高生产率的部分决定性因素,普遍性是“适用于许多场合”,特异性是“特定于特殊应用场合、任务或目的”。我们针对特定需求评价螺纹铣刀,即哪个特征具有优先——普遍性或特异性?这个工具是只适合这个应用还是其他应用?或者这种应用是否需要我们使用设计更加优化的特殊工具?根据应用程序。为了设计最好的螺纹铣刀,我们应该考虑刀具的主要设计因素是什么。被加工螺纹的直径与螺纹铣刀直径之间的相互关系。标准螺纹形状3354我们要加工的螺纹的标准形状,包括螺距、导程和螺纹长度。生产要求:每天要加工的螺纹数量。螺纹零件的材料。螺纹铣刀的排屑槽数、安装刀片的刀套数、安装刀片数。刀片的刚性设计和夹紧刀片的刚性。冷却剂的中心冷却能力和穿透能力是直接穿透刀体还是设计在排屑槽处。1.机夹螺纹铣刀刀体直径的确定影响刀具的通用性,也影响刀体在具体应用中的刚度。我们可以选择非常小的刀体直径,可以适用于很多特定的应用,但是对于未来大直径螺纹的加工应用,我们可以采用大直径的刀体,这样可以优化加工参数,提高生产率。另一方面,对于螺纹铣刀,编程中的转速是根据刀片材料和涂层的允许线速度来确定的。刀具直径越小,刀具速度越高;相反,刀具直径越大,刀具速度越低。2.螺纹形状和标准,加工螺纹的生产要求和材料,都与刀具悬挂长度的“系统”有关。所有的设计因素,一般来说,越是“通用”的设计,适用的螺纹标准、形状、加工材料就越多,加工时间也会延长。越“特别”的设计,对特定的应用越好。3.排屑槽数量和刀片数量。螺纹铣刀的进给量计算单位是mm/min或(in/min)。该计算使用转速和切屑负荷(每个刀片/切屑清除槽的进给量)。根据转速、废料负载和废料槽/刀片的数量,我们可以计算进给率。因此,废料槽越多,总进给速度越快,导致加工零件的时间减少。如3360m 20 2.0,中碳钢,采用带切屑槽和刀片的刀体,刀刃直径为17 mm (67)。刀具制造商建议的线速度(SFM)和单刀进给为140米/分钟。(460英尺/分钟)和0.15毫米/齿(0.006英寸/齿)。编程计算表明,使用2620 r/min和60 mm/min (2.34 in/min),切割时间约为10 s。线速度(SFM)和si

    4.叶片设计和夹紧方法。简单来说,这部分叶身需要的加工成本最高,是未来生产的主要影响因素。3360叶片厚度是初始价格中影响成本最大的因素。叶片越薄,成本越低,但刚性越差。叶片越厚,当然成本越高,但叶片的刚性增加。刀片长度越长,成本越高,但更重要的是刀片长度会影响生产率。(3)刀体上可安装的刀片数量将根据工作需要确定,刀体“加载”的费用。叶片的夹紧方式需要有良好的刚度来夹紧叶片,同时保持叶片本体的整体性。5.切削液循环能力和通道设计。刀体内部冷却能力的优势毋庸置疑。螺纹铣刀中,刀具旋转,刀具的转速会很高。在高转速下,离心力会阻碍外部切削液的进入。如果切削液能够通过刀体的中心,会给很多应用带来好处,比如垂直盲孔。当切削液进入刀体时,会打到加工孔的底部,并向上和向外流动,为刀具提供冷却、润滑和排屑作用。中心内部冷却设计的限制是通孔的应用。因为切削液不会输送到我们需要的地方。另一个有影响的应用是在水平加工中心.上的工作。由于重力的影响,切削液总是被拉到孔的下半部。因此,切削液的变化会对刀具沿孔的圆周运动产生不同的影响。综上所述,很难同时满足刀具的通用性和生产效率之间的矛盾。有没有更好的妥协?6.MITM ——多屑槽机夹紧螺纹铣刀最近,世界螺纹加工技术的领导者之一

    Vargus, LTD(以色列瓦格斯公司)已找到了高效螺纹铣刀的设计解决方案,并把这一创新产品加入到她本已经较长的螺纹铣刀产品线。MiTM 机夹螺纹铣刀产品线, 以多排屑槽,机夹螺纹铣刀著称。这一新的产品线刀体,具有一定的通用性,但同时支持客户对高生产率,降低加工成本的要求。新设计的一些特点如下:  每个刀具有多个派屑槽,实现快速切削。  刀体直径最小 17mm (67″)。  长的刀片以适应深螺纹孔。  刀片两面可用。  极好的稳定性。  通用刀体柄部尺寸。  机夹刀片式。  两个标准刀片涂层材质,非常适合不锈钢加工和一般用途。  刀体可以安装多个刀片或只装一个刀片。  切削液通过刀体,从排屑槽处喷出。     让我们看看当考虑通用性和高效率原则时,新的机夹螺纹铣刀家族与上述设计元素之间的联系。MITH八个刀体分成4 组,每一个都有共同的柄部直径25mm 或 1 in。在这4组里,每一组内,有两个不同刀体,其最大螺纹加工深度不同。MiTM 家族设计为获得最大刚性,但并不限制通用性,因为每一个刀体可适合较大范围的螺纹加工。同组刀体不同的螺纹加工深度为客户提供了针对具体应用最稳定的刀体。另外,MiTM 产品线提供了最大数量的排屑槽,使加工进给成倍提高。   对于通用性来讲,并不是所有刀窝/排屑槽都必须安装加工刀片。如果在小批量生产中,可装入一片加工刀片,其他刀窝装入 “平衡片”。这些 “平衡片” 可保持刀体加工稳定性并可防止铁屑伤及刀窝。 这一选择增加了刀体的通用性,降低了在小批量生产中的刀具成本,但仍保持刀体具有多排屑槽和刀窝,当有大批量生产时,装入多个加工刀片,可实现高效率的加工。

    伴随着高刚性刀片设计,刀体上的刀窝可能较弱, 但MITM刀片是针对需要设计的,所以刀体上的刀窝在长度方向较短,以保持螺纹铣刀刀体有足够的刚性,同时,对刀片增加了厚度,以使硬质合金刀片有较好的刚性。厚的刀片可使设计工程师在刀片的两面设计螺纹形状,若在刀片形状上做出斜度,产生后角,则刀片只能有一个加工刃口。有两个刃口的刀片,客户加工成本会分摊,同时,刀片强度也增加。    由于刀片厚且强度高,它比采用薄的刀片可设计得更长,这样一来增加了通用性,也更适合较深螺纹的加工。观察刀片夹持系统,你会发现,MITM采用多螺钉垂直夹紧刀片,把刀片拉入刀窝,同时提供了最大的夹持力,并保持了刀体的整体刚性。一个高刚性的刀体系统,一个强度较高的刀片,可使刀具使用更大的进给,它直接影响到你的加工成本底线——更短的加工时间和更低的螺纹加工成本。    通过使用两种标准刀片材质和涂层,刀片库存可最小化,并能满足各种加工要求。 VBX 是  TiCN 涂层,主要用于加工钢材和通用工作。 VTX 是 TiAlN 涂层 ,此材质及涂层具有非常好的抗高温性能,适合不锈钢和高温合金材料的加工。切削液通过能力,特别是当刀体直径接近要加工的螺纹直径 (刀具直径>0.7× 螺纹直径), 在螺纹铣削过程中,切屑的排出变成一个非常重要的因素。正如上面提到,内冷在大多数场合都会带来好处, 但在有些情况,可能没关系。如在加工通孔时,贯穿刀具中心,轴向内冷对加工及排屑一点帮助都没有。 新的 MiTM 产品线提供中心冷却能力,向排屑槽及刀片斜向喷出,切削液正好喷向刀具最需要的地方, 刀片切削刃口。这在螺纹铣削过程中最大限度地帮助切屑排出,提供最大限度的冷却和润滑, 这也使刀具可获得最大切削线速度和进给。

    最后,任何螺纹铣削操作将依靠CNC程序,为此,VARGUS 公司已经开发了一个界面友好,自动编程的辅助系统 ——“TM GEN, 螺纹铣削专家系统”,使螺纹加工更容易。这是一个非常有用的资源,它不仅能帮助客户根据具体应用场合,选择正确的刀具,并能根据客户的应用和机床控制器自动生成螺纹铣削的CNC程序,螺纹铣刀越容易使用,客户越能获得满意的加工结果,因此实现了双赢。    正如你已经知道或从文章中学习到,刀具通用性和高效性在很多场合是相互矛盾的。最主要的是你要发现优秀的供应商,它不仅有很多产品可以满足当前需求,但同时也为你未来的需求提供了更多的选择。

     
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    (文/标准件之家)
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