第三種HPC方案是“MultiEdge Feed”系列中的大進(jìn)給量銑刀。這種刀具按照HFC(大進(jìn)給量切削)的原理進(jìn)行工作。與轉(zhuǎn)盤刀具相比,這種刀具以更高的進(jìn)給速度、更小的軸向進(jìn)給量而著稱。這種方法通過采用相對較大的切削半徑從而明顯減小切削迎角和徑向切削分力。
在加工工具鋼時(shí),通過這種方法可以將全硬金屬銑刀“MultiEdge Feed”的每齒進(jìn)刀量設(shè)定為1mm(刀具直徑12mm)。同一系列的可轉(zhuǎn)位刀片銑刀“MultiEdge Feed”甚至可以使刀具的每齒進(jìn)刀量達(dá)到5mm。這比裝備轉(zhuǎn)盤銑刀“RCKX”的每齒進(jìn)刀量提高了500%。
盡管與使用轉(zhuǎn)盤刀具相比,這種方法只能使軸向進(jìn)給提高30%~50%,卻能將工作時(shí)間提高約200%。所有大進(jìn)給量的實(shí)際應(yīng)用都與機(jī)床及其最大進(jìn)給速度有關(guān)。
一種HPC方案的改進(jìn)版:銑刀直徑42mm,齒數(shù)4,切削速度250m/min。如果采用20m/min的進(jìn)給速度,那么就可獲得最高2.5mm的每齒進(jìn)給量。盡管超過3.5mm甚至5mm的每齒進(jìn)給量對刀具而言沒什么問題,但是機(jī)床方面就不太可能滿足這樣的要求。
實(shí)際情況表明,在很多HPC刀具的應(yīng)用實(shí)例中,刀具的性能并未完全得到利用。在配備更大功率機(jī)床的前提下,刀具的潛力才能得到充分發(fā)揮,這也是一個(gè)值得關(guān)注的潛在改進(jìn)方向。
所有采用新一代銑刀的成功實(shí)例證明,大進(jìn)給量技術(shù)正在生產(chǎn)運(yùn)行中創(chuàng)造出很大的價(jià)值:成倍提高工作時(shí)間可以使機(jī)床費(fèi)用降低超過40%(MultiEdge2 Feed實(shí)例)。另外,由于刀具使用壽命縮短,刀具材料費(fèi)用和換刀費(fèi)用略微提高。不過,這些后果相對于整體均衡性而言不值一提,而機(jī)床壽命和機(jī)床成本才更具有決定性意義。
12級臺階狀分段式刀刃
第四種HPC方案是通過整合前文提及的“大進(jìn)給量切削”、“低振動(dòng)切削”以及“分選切屑”的原理而來。由此得到了一種名為“MultiEdge 4X”的HPC刀具,它具有極易辨別的刀刃形式:明顯的可轉(zhuǎn)位刀片,分成12級臺階狀分段式的刀刃。
這種刀刃形式能降低被刀具吸收的功率,方便地提高軸向進(jìn)給量,并能延長刀具使用壽命,改善排屑。此外,這種新式銑刀的外形設(shè)計(jì)可以減少振動(dòng),如果配合有寬槽切刃的斷屑器使用,能得到優(yōu)良的表面質(zhì)量并能擴(kuò)展刀具的功能:粗加工階段就可獲得精加工的質(zhì)量。
與通常使用的轉(zhuǎn)盤刀具相比,在HPC生產(chǎn)過程中使用MultiEdge 4X系列可轉(zhuǎn)位刀片“XOKX”可以將功率需求減少10%,將軸向進(jìn)給量提高20%,將刀具使用壽命延長30%,并將表面質(zhì)量提高50%。此外,這種可轉(zhuǎn)位刀片的刀刃形式還具有廣泛的應(yīng)用范圍,并能持續(xù)優(yōu)化切削過程。
“多重配置”可獲得安靜、低振動(dòng)的切削過程
第五種HPC方案必須滿足如下的前提條件。這種獨(dú)一無二的創(chuàng)新技術(shù)可以概括為銑刀的“多重配置”。刀具支架(首先應(yīng)有正確的齒數(shù))可以滿足MultiEdge 4X可轉(zhuǎn)位刀片和轉(zhuǎn)盤刀具的交替使用。與常規(guī)的轉(zhuǎn)盤刀具相比,這種方法本身能將軸向進(jìn)給量提高一倍,從而使得切削過程更安靜,振動(dòng)更小。這種方法也適用于更大懸臂長度情況下的不穩(wěn)定比例關(guān)系。
總結(jié)一下我們就可以發(fā)現(xiàn),以上五種方法中的切削功率都能實(shí)現(xiàn)飛躍。此外,平衡好刀具在技術(shù)和生產(chǎn)運(yùn)行方面的作用,不僅是提高刀具使用壽命方面,也是降低刀具成本方面的需求。鑒于刀具成本僅占到整個(gè)加工成本的4%,那么降低機(jī)床成本所占的比例(約占45%的較大份額)就顯得更加有效。