伊斯卡--賦予邏輯，智勝鉆削
2020-6-24 來源：伊斯卡 作者：伊斯卡技術經理 Andrei Petri
伊斯卡最近掀起LOGIQ旋風，推出全新切削刀具系列，目標是通過高效加工，開發(fā)對成本支出有益的小規(guī)格刀具解決方案，降低加工振動，以迎接來自金屬加工領域的挑戰(zhàn)。伊斯卡專家面對的問題之一是：如何提高鉆削加工的生產率？盡管鉆削加工是傳統(tǒng)以來的加工方式，僅僅基于使得幾何形狀更前沿及刀具材料更先進，就能帶來生產率提高一些的結果，卻仍遠離帶來巨大的變革。重大突破需發(fā)端于另一概念。
面對的挑戰(zhàn)
夾持可換式刀頭的邏輯·智勝王牌鉆頭LOGIQ3CHAM系列的研發(fā)為這一挑戰(zhàn)帶來了解決方案。刀頭帶3個切削刃，取代了常規(guī)的2個切削刃，2是鉆頭設計的常規(guī)標準數(shù)。相比于傳統(tǒng)的帶兩個切削刃的鉆頭，采用新設計帶來的結果是加工周期可最大縮短50%。這一靈感看上去富于邏輯且易于實現(xiàn)----更多的切削刃意味著更大的進給速度，從而帶來更高的生產率。然而，將這一想法付諸行動并非看起來那么容易；伊斯卡工程師們不得不攻下幾個復雜任務以設計出強壯可靠的三刃鉆頭。
1.1 金屬去除率的提高相應會導致切削力的增長。這意味著鉆頭的橫刃必須能耐受住高切削力。為確保鉆削過程的穩(wěn)定，鉆頭需能很好地定心，平順地切入工件。
1.2 在相同的名義直徑下，相比于帶2個切削刃的鉆頭，帶3個切削刃的鉆頭排屑空間明顯減小。因此，新鉆頭所需的另一重要設計是不僅能實現(xiàn)有效的切屑成型，而且能排屑無礙。
1.3 提高生產率的另一方式可通過降低非切削時間而實現(xiàn)，通過顯著縮短更換磨損鉆頭的時間來達成。
面對以上挑戰(zhàn)，伊斯卡通過對LOGIQ3CHAM系列鉆頭的研發(fā)，為如何找到并實施高效加工解決方案提供了很好的例證。
LOGIQ3CHAM鉆頭特性
LOGIQ3CHAM鉆頭的切削要素是由硬質合金制成的帶3個切削刃的可換式刀頭H3P。刀頭不僅具有耐用且高精度的橫刃，還結合了適度的切削刃磨削角度，以上特征使得其能完滿地承受重載切削負荷。伊斯卡在兩刃鉆頭上最新的研發(fā)項目是通過非常規(guī)的凹弧面切削刃設計帶來鉆頭的高性能。該形狀與寶塔形狀相似，甚至因此產生了職業(yè)術語：“寶塔形切削刃”。采用凹弧面切削刃的結果是平順穩(wěn)定的鉆削加工。跟隨這一成功設計的邏輯，寶塔形被整合至全新的三刃刀頭。
對LOGIQ3CHAM鉆頭而言，刀頭的凹弧面切削刃有助于生成更優(yōu)的切屑形狀，并使得排屑更容易。此外，15°刃肩倒角不僅提高了耐磨性，而且使得刀頭切削刃口更強固。燕尾形夾持概念使得在鉆頭退刀過程中刀頭免于從定位槽中脫出。
刀頭裝夾方式使得刀頭與刀體之間為面接觸，確保“無需對刀”這一準則的實施，該準則已成為伊斯卡數(shù)個刀具系列的特征。依據(jù)這一準則，更換磨損刀頭不但無需額外的刀具預調步驟，而且當鉆頭夾持于機床主軸上即能執(zhí)行操作。該功能性能大幅縮減了加工周期中非生產制造時間單元。
裝夾H3P刀頭的LOGIQ3CHAM刀桿具有其自身特定的特征。在鉆桿的設計中，伊斯卡刀具工程師們需面對一些由三刃概念引發(fā)的難點。金屬去除率的增長迫使對排屑槽容積的需求也成比例增長，才能確保排屑無礙。然而，在相等直徑下，相比于雙刃鉆頭的設計，這會降低鉆桿的強度和剛度；因此需提出非常規(guī)解決方案。有限元建模對以下解決方案提供了支持：不等螺旋角，使得鉆桿結構更耐久耐用，非但能耐受高的軸向載荷，還提高了鉆桿的動態(tài)剛性。鉆桿的螺旋支撐刃帶可防止切屑粘附于鉆桿與加工孔之間。
刀頭定位槽設計使得面接觸表面積更大，使得切削加工中產生的壓力分散開。定位槽設計能避免塑性變形的產生，提高了耐熱性，即便在惡劣加工條件下也能延長定位槽的使用壽命。
結語
伊斯卡LOGIQ3CHAM鉆頭，因兼?zhèn)鋵毸吻邢魅械膬?yōu)點，可靠的刀頭裝夾方式，特別的鉆桿設計，“無需對刀”理念，而能提供超高效刀具實現(xiàn)高性能高效能鉆削加工，加工直徑范圍12-25.9mm（0.472 - 1.02英寸）。
（來源：伊斯卡；作者：伊斯卡技術經理 Andrei Petrilin）
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