輕質銑刀結合減振刀柄 提高長懸伸加工的穩定性及效率

眾所周知，長懸伸的刀具會帶來很多加工問題。深槽和凹腔以及沿著高肋筋加工時，都會存在固有的穩定性和剛性問題。振動、變形這些不利因素會造成表面質量問題和尺寸誤差。

但是，通過大量的新刀具及其制造工藝的研發，我們的新解決方案不僅能提高加工的安全性，而且還大大提高了生產效率。

減振刀柄的好處已經得到長期的實踐證明：位于刀柄內部的減振裝置吸收振動，從而提升加工安全性，提高切削效率。

但是，減振刀柄的一個已知的局限因素是與其相連接的切削刀具的重量問題。直徑為50毫米的傳統可轉位刀片銑刀，重量超過300克(10.6盎司)。這樣的質量使得它用于減振接柄時，要想達到預定用途，就具有挑戰性，尤其是在加長的長懸伸應用中。

例如，航空工業以及石油和天然氣行業的復雜零件銑削，很容易受到過大振動和顫振的影響。加工深凹腔要求長懸伸，這是一個不可避免的問題。但是，使用傳統較重的刀具，特別是加工某些種類的合金鋼時，振動會加劇。遺憾的是，過大的刀具振動和顫振將導致加工風險，零件質量問題、噪聲過大、刀具使用壽命差，甚至零件報廢。

為了保證工件同時達到幾何形狀和表面精度公差，操作人員的選擇往往很少，只有放慢速度，這樣就不能滿足生產計劃要求，不能達到要求的盈利能力。

從傳統角度看，改變一些設計，可對上述情況進行補救。例如，縮短刀柄減振器與切削刃之間的距離，可改善結構強度和加工安全性。在某些長懸伸應用中，它可增加切深，從而增加材料去除率(MRR)。另外，使用專門設計的刀片材質和槽形，可減小切削力，達到平順的切削。

但是，實際上，減輕銑刀重量，對抑制振動和提升穩定性有顯著影響。要如何做到呢？

山特維克可樂滿的工程師們開始思考這個問題，使減輕銑刀重量從而提高性能的想法得以實現。在增材制造(AM)被視為生產銑刀刀體的一種方式時，取得突破的時刻終于來到。

使用通過增材制造制成的輕質又堅固的合金銑刀刀體，可將銑刀重量減小80%，從而降低過程振動，增加材料去除率。實際上，結合減振接柄技術，采用這種銑刀后，生產效率可提升高達200%。

與山特維克增材制造的工程設計團隊密切合作后，輕質CoroMill® 390方肩銑刀成功問世。在這里，將技術專長融于加工和AM，完全就是重新發明了CoroMill® 390銑刀，在采用減振刀具減振接柄時，可大大提高性能。

新刀具所采用的材料是Ti6Al4V鈦合金，而采用的AM工藝是粉末熔化成型技術。這種工藝是用激光將粉末熔化后生成實體。熔融過程反復進行，逐層熔合，直到最后一層，銑刀刀體完全成型，并從模具(build plate)中取出，進行后處理。

與標準CoroMill® 390銑刀相比，差別很大。

在低合金鋼(P2.5.Z.HT, 290Hb)面銑的性能試用中，生產效率猛增200%。試用帶有減振接柄的輕質CoroMill® 390銑刀，在Okuma MA-550VB立式加工中心進行試切。整個試切過程中，全部使用大徑向銑削寬度(銑刀直徑的80-100%)。

使用輕質CoroMill® 390刀具代替標準CoroMill® 390銑刀(直徑都為50 mm，采用的刀片相同)，刀具總成的重量從317克(11.2盎司)降低到僅66克(2.33盎司)。正因如此，材料去除率高達129 cm3/min(7.87 in3/min)，而標準CoroMill® 390刀具的材料去除率僅為43 cm33/min(2.62 in3/min)。

兩種銑刀采用的切削參數相同：主軸轉速：1273 rpm；切削速度：200 m/min(656 ft/min)；進給速度：573 mm/min(22.6 in/min)；每齒進給：0.15 mm /齒(0.006 英寸/齒)；軸向切深：1.5 mm(0.059 in)。

這是個多用途的新產品，可用于長懸伸面銑、方肩銑和側銑，銑凹腔，銑槽等應用。在生產要求使用長懸伸銑刀的零件(例如航空工業、石油和天然氣行業、賽車和模具制造行業常見的零件)時，通過使用方便的刀片式銑刀，可確保無故障加工，提升加工安全性。這種刀具可加工多種材料。

輕質CoroMill® 390成功的秘訣在于其聰穎的設計，這種設計減輕了刀體的重量，創造性提出了優化的輕質銑刀概念。這種過程被稱為拓撲優化，采用這種優化后，銑刀更加小巧緊湊，比傳統版本輕很多，從而有助于提升長懸伸銑削工序的生產效率。

金屬切削行業需要不斷推陳出新，與時俱進，面對激烈的全球競爭。對于長懸伸應用而言，這種設計由于銑刀重量輕，振動小，結合減振接柄，對提高生產效率有明顯的優勢。在這種情況下，通過使用增材制造，性能取得巨大提高。

這再次彰顯了山特維克可樂滿工程師們的創新水平，我們一直在尋求為客戶創造更多的受益。

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