大铣刀用于小铣床

直到最近,那些在30#锥度主轴的小型立式加工中心上进行端面铣削加工的车间,还只能采用较小(直径最大为80mm)的铣刀,这就制约了机床的金属去除率。用大直径刀具获得更高的金属去除率,通常意味着要采用大型机床以应付刀具的大尺寸(长度及直径)和高重量等。

如今,一家刀具制造商开发了一种重量更轻、结构更加紧凑的端面铣刀,直径大小可以为80、100和125mm,适合在30#锥度的机床上使用。这种大直径铣刀设计,用于铝和铸铁加工中,可以产生比结构较普通、直径更小的铣刀更高的金属去除率。这种铣刀名叫Exocarb盘式铣刀,由OSG Die公司(位于伊利诺斯州的GlendaleHeights)制造,有用于粗加工和精加工操作的S型以及仅用于精加工操作的Pro型。S型配备硬质合金刀片,不可调；而Pro型却带有PCD刀片,可以在0.100范围内进行调节,因此,用户在从一个零件到另一个零件的过程中,可以保持精细的表面粗糙度。

这种新型刀具与普通30#锥度刀具之间的主要区别是,它具有细长、重量轻、星形钢质刀体,以及一种比较紧凑的刀体与刀杆结合方法—采用三个销钉而不是通常的键式组装。直径为125mm的S型刀体重2.2磅,而同样直径的常规刀体则重达7.5磅。由于设计巧妙,新刀体甚至比直径为125mm的铝质铣刀刀体还要轻,而且其销售价格只相当于后者的1/3。

取消刀体和刀杆标准的键和键槽锁紧方法,使制造厂家将刀具的计量长度(从刀具接触主轴的部位到刀具切削刃之间的距离)从45mm降低到了29mm。这样不仅降低了刀夹中的金属量,从而使刀具的总重量保持在3.5磅左右,同时还因为减少了悬伸长度而提高了刀具的刚性。

直径为125mm的刀具,在一台配备BT30主轴的Brother公司的CNC加工中心上,通过加工7075铝进行了试验。在进给速度为160英寸/分钟、主轴转速为8,000转/分钟的情况下,刀具实现了超出73立方英寸/分钟的金属去除率。星形刀具设计只配备5个刀片,而比较常规的端面铣刀一般具有8个刀片。但是,制造厂家强调,刀具的金属去除率要比小直径的常规刀具更高。

很明显,125mm刀具一个较大的优点是,在切一刀的过程中,用户可以在规格较小的机床上,从工件表面切掉更多的材料,比小直径刀具实现更大的生产率。此外,用户仅通过一刀就可以实现目的,免除了通常因并行切削而产生的一个或多个平面接合线。另一个好处是,用重量较轻、结构更紧凑的刀具替代比较重的常规刀具,可以降低机床主轴轴承的磨损。

OSG发现,许多公司现在不是减小规模,而是转向采用效率比较高的装置以及尺寸较小而更有效的机床。他们想减少机床的初始投资,降低地面空间,节省能量,所有这些都将目标指向于采用小机床。同时,他们还想维持较高的生产率,这种新刀具则可以帮助这样的车间,在小机床上实现高生产率。

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