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低切削力多功能APX立铣刀

发布时间:2008-04-07 关键字: 多功能 加工 APX 刀具 刀片 进行 设计 加工中心 性能

图1 APX立铣刀系列产品

图2 凸起状前刀面

图3 二级前刀面

图4 所耗功率比较

图5 抗破损性能比较

图6 切削生成的解析例子
近 年来,生产线的构成已逐步由专用机床转换为柔性更好的小型加工中心,尤其是汽车零部件的新型生产线,大都已进行了更新换代。小型加工中心的主轴转速很高, 与大型加工中心相比,刚性相对较低,因此,要求所用刀具在刚性较低的机床上,仍能发挥高效切削加工性能。用户迫切要求工具厂家开发出低切削力、多功能、高 精度、高效率的切削工具。
三菱综合材料公司的APX立铣刀(图1)就是为满足上述要求而开发的新产品。APX立铣刀是利用切削仿真技术对齿形进行重新设计的新一代可转位多功能立铣刀品种。

APX立铣刀的特点

  1. 刚性高,切削力小
  2. 为 了降低切削力,在APX立铣刀的设计中采取了多种措施。首先,为了提高切屑剥离性能,将前刀面设计为凸起状(图2),前角取得很大,如刀具直径为 Ø25mm时,径向前角最大取为+25°,轴向前角最大取为+18°;其次,为了提高排屑性能,将刀片设计成二级前刀面,凸起状刀齿可减小与切屑的接触面 积,从而降低切削力(图3)。这种刀具设计应用了切削仿真技术,预先计算出实际切削时的切削力和切屑的温度。另外,后刀面被压制成螺纹状,以提高其抗破损 性能。这种设计的优点是切削时不易发生颤振,即使在BT30等低刚性机床上进行铣削加工,APX立铣刀也可充分发挥其优异性能。
    图4 所示为APX立铣刀与其它公司最新刀具品种所耗功率的比较。被加工材料SCM440,切削速度160m/min,切深6mm,切削宽度6mm,进给量 0.1~0.2mm/齿,采用干式顺铣加工。结果表明,APX立铣刀所耗功率最小,切削刃锋利度最高。图5所示为抗破损性能的比较。三菱公司的产品由于齿 形设计特殊,并经过miracle涂层处理,在切削力较低的情况下,仍具有良好的抗破损性能。
  3. 具有最佳三维曲线切削刃形状
  4. 刀片主切削刃部分为凸起状三维曲线形状,可加工出高精度侧壁表面,提高零件的加工质量。这种三维形状是对切屑生成方向等进行仿真解析后设计而成(图6),它可以使切屑在最适宜的时候剥离,从而使被加工零件获得极为良好的加工表面。
    图7所示为切削加工侧壁表面时的偏差测量结果。当切削深度为6mm时,APX立铣刀加工侧壁的偏差值为21µm,其它公司的同规格刀具加工偏差值均大于APX立铣刀。如用APX立铣刀进行加工,切削负荷更小,其偏差值甚至已接近可忽略不计的水平。
  5. 多功能
  6. APX 立铣刀与三菱公司以前的产品相比,多功能的特点最为突出。APX立铣刀可进行各种加工作业,用一把刀具即可完成各种三维切削加工。特别是用于飞机零件的叶 片加工等领域时,更可发挥其独特的切削效果。另外,在刀柄设计方面,柄部直径略小于刀齿直径,是一种偏置式结构,这种结构便于进行深腔加工
  7. 刀片材料耐磨性优异
  8. APX 立铣刀配备了两种miracle涂层刀片,即“VP15TF”和“VP20RT”,前一种刀片已公开发售,后一种刀片拟于2005年5月投放市场。 “VP15TF”是一种适应性广泛的通用型刀片;“VP20RT”则是只限于不锈钢加工的专用型刀片。图10所示为切削高硬度材料SKD11 (50HRC)时磨损情况的比较。切削条件为切削速度80m/min,切深5mm,切削宽度1mm,进给量0.05mm/齿。在试验过程中,VP15TF 涂层刀片具有非常长的使用寿命。APX立铣刀切削长度达10m以后,刀具后面磨损量仅0.14mm,而其它公司的刀具在相同切削条件下,切削长度在5m以 下即出现剧烈磨损。
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