先进的边缘处理、涂层、几何形状引领潮流
Iscar 的 EAl-H3R 三刃无颤振立铣刀，适用于铝的高 MRR。整体硬质合金圆工具似乎永远存在；在它们之前，高速钢 (HSS) 工具占据主导地位，在它们之后，越来越多的替代工艺选择，如可转位加工、EDM、水射流和现在的增材制造，成为竞争者。
整体硬质合金圆形工具涵盖广泛的应用，包括钻孔、铣削以及铰孔和螺纹加工。然而，最新的产品创新让加工车间和生产车间对它们在精加工方面的能力大开眼界。几乎每天都有新的立铣刀和钻头产品线问世，它们改进了铸铁和钢材中更普通应用的加工工艺o 对钛、不锈钢和耐热高温合金 (HRSA) 日益复杂的需求。以下是领先供应商为各种应用寻找合适工具匹配的建议方法。
更高的精度是更高性能的关键
Edwin Tonne，Horn USA Inc 的培训和技术专家., Franklin, Tenn, 对整体硬质合金圆形刀具的演变进行了一些不同的解读，并研究了机器技术的背景，以确定“哪个先出现，是改进的工具还是改进的机器。所有部件的精度更高，电子设备和控制系统更复杂，造就了卓越的机器技术，”Tonne 说。 “具有所需加速和减速功能的先进加工中心与先进的 CAM 编程相结合，为整体硬质合金圆形刀具的重大改进奠定了基础。例如，立铣刀可以设计成更多的凹槽，因为为 16，并带有便于排屑的切屑槽。”
高级 CAM 编程支持铣削策略，包括高速铣削、高效铣削、优化的粗加工和专有的 CAM 软件。 “过去，对于型腔加工应用，您可能会使用两刃或三刃立铣刀。现在您可以使用高性能钻头开始钻孔，然后使用摆线铣削完成型腔。在控制系统和 CAM 达到标准之前，您无法做到这一点，”Tonne 解释说。
Horn 用于加工钛、铬镍铁合金、不锈钢和其他耐高温金属的多刃立铣刀受益于高速高效的策略。使用多刃刀具进行高速加工时，可能的最高 MRR 发生在加工过程涉及刀具的整个刃长时。 “凹槽越多，刀具的核心直径就需要越大，以提高刚性，”他说。
Horn 的 DSFT 立铣刀—高 DOC、低径向啮合工具 DS 系列的一部分——专为从这些策略中获得最大优势所需的一致切屑减薄而设计。 “对于立铣刀，您通常会考虑径向切屑变薄，除非它是球头，在这种情况下您有径向切屑变薄和接近角，”Tonne 说。 “径向切屑减薄需要非常精确的系统，否则您将失去优势并切屑或毁坏刀具。您在工具上放置了多少排屑槽、需要多快的速度以及将留在该排屑槽中的切屑量之间存在平衡。典型的半英寸铣刀，您会寻找用于对胶质材料进行摆线铣削的五刃立铣刀。”
三刃最适合用于开槽，五刃及以上用于更高级的工艺，如摆线策略。根据 Tonne 的说法，对于精加工操作，工具可能有多达 16 个或更多的凹槽。
“真正的限制加工效率的一个重要因素是，当您生产切屑时，它必须到达某个地方，”他说。 “如果切屑的体积超过排屑槽的处理能力，压力将在切削刃后方积聚，并可能导致破损或碰撞。”
细晶粒碳化物仍然是刀具的关键元素。它们代表了在切削速度较低的坚韧粗硬质合金材质等级或切削速度较高但易碎的切削材质等级之间实现中间地带的最佳方式。 “粗晶粒立铣刀可以承受更多的使用而不会崩刃，但它的速度和生产率较低。您可以使用坚硬的硬质合金材质等级或高速硬质合金材质等级或介于两者之间的材质。我们的牌号经久耐用，具有更高的速度能力，”Tonne 说。
OSG 的 AE-H 球头立铣刀具有 0.2” (5.08 m) 的高精度半径据制造商称，m)、减少振动的不等指数和可变前角，使其非常适合模具应用。确定车间的主要驱动器
之前选择合适的工具，首先要确定它的用途。 “为了为给定的铣削应用选择正确的整体硬质合金圆形刀具，我们必须了解最终用户的主要驱动因素，”位于德克萨斯州阿灵顿的 Iscar 美国国家铣削产品专家 Matt Clynch 说。
铣削的主要驱动力是什么？ “这是我们提出的第一个问题，也是一个有多个答案的问题，”他说。 “加工成本（生产率）、刀具成本（每刃成本）和刀具更换成本（刀具寿命）是确定切削刀具在制造环境中对单位成本 (CPU) 可能产生的影响的三个考虑因素。我们只是通知最终用户选择三个驱动程序中的两个，因为实现所有三个 simultaneously 实际上是不可能的。一旦我们知道最终用户需要的驱动程序，我们就会从三个产品领域中选择特定的工具：高性能；标准（或传统类型，标准凹槽/螺旋设计）；以及新推出的通用产品。”Iscar 的高性能产品线针对不锈钢、钛和 4000 系列合金等各种材料组定制了特定的几何形状。 Clynch 说：“高性能的秘密之一在于可以使用新的先进磨削技术和软件生产的几何形状。” “如果您能想象切削刃的几何形状，那么当今先进的机器和软件可以磨削切削刃几何形状并改进切屑槽设计，以便将切屑排出或排出切削区域。
“您无法走进一个航空航天商店到处都看不到钛和不锈钢，”克林奇继续说道。 “我们的新硬质合金牌号使我们能够加工这些材料类型时运行得更快。例如，Ti-Turbo 立铣刀以 250-300 sfm 的速度加工钛，而正常切削速度为 140-160 sfm。使用硬质合金进行加工时，热量是一个关键的考虑因素。当我们设计新的硬质合金基体时，我们正在寻找尽可能多地去除基体中钴含量的方法，因为钴在高温下会熔化，而且研究表明磨损率会随着钴含量的增加而增加。”
钻削更硬材料的趋势Patrick 表示，当今先进的整体硬质合金钻头具有现代硬质合金基体、涂层、边缘预处理和用于磨床功能的更新软件，允许在钻头上进行不同类型的磨削Cline，伊斯卡美国国家孔加工产品经理。 “整体硬质合金钻头的趋势是在热处理之前以硬化状态而不是软状态加工材料，”他说。
Iscar 的 IC903 涂层级整体硬质合金，采用 AH 研磨特殊刃口处理，可钻硬度为 55 至 70 Rc 的材料。 “在过去，您必须在处于软状态的情况下在零件上打孔，这可能不是最佳选择，但您唯一的其他选择是通过电火花冲压加工打孔，这是一个较慢的过程，”Cline 说。
Cline 表示，排屑是钻孔中的一个主要限制因素，扭曲的冷却液通孔正在解决这个问题。 “扭曲的冷却液孔允许深切屑槽有足够的空间来排出切屑，同时保持非常大和坚固的核心，”他说。 “整体硬质合金的刚性允许将整体硬质合金刀具的长径比提高到直径的 20、30、40 甚至 50 倍——这在过去是无法想象的。在过去你不会看到这一点，因为如果硬质合金很硬，它就没有耐磨性，而如果它具有耐磨性，它就会非常脆，以至于它会偏转和断裂。
精密热缩配合刀柄中的微晶 TiAlN 涂层 SCD 整体钻头钻汽车差速器支架。“随着钻头越来越长，设计也在发生变化，”Cline 继续说道。 “对于我们的 20×D，底部有四个边距。当钻头的第一部分接合时，它有四个边缘，其中两个边缘会随着钻体上升而下降，这将是一个双边缘钻头。此外，您还会看到由于基材强度而增加了齿槽的设计。当钻得非常深 (20×D) 时，螺旋比会发生变化，岩心直径也会发生变化。切屑进入主体，我们将改变芯的内径以方便将它们弹出。”
据 Cline 称，可以生产具有大直径的钻头r 齿槽区域而不牺牲工具的强度和完整性。 “在过去，如果你想制造一个带有大齿槽的钻头，你要么让它变得粗短，要么牺牲一些穿透率，因为你会运行得更慢以减少力量，”他说。 “为了加快钻孔速度，我们提供了一系列三刃整体硬质合金钻头，以获得更高的穿透率，从而缩短循环时间。”
两种用于航空航天加工的刀具
GWS位于佛罗里达州塔瓦雷斯的 Tool Group 推出了一种专门用于加工钛的新型 Ti Feed 铣刀。执行副总裁 Drew Strauchen 表示，尚未发布但将于秋季发布的是一种组合式硬质合金刀具和钎焊陶瓷铣头，用于对 Inconel 718 等高温合金进行高进给铣削。
这两种工具都是为加工航空发动机部件而设计的，以应对大量积压的飞机发动机，这对供应链来说是一个挑战。根据 Strauchen 的说法，它&rs这对于供应链能够提高吞吐量和缩短周期时间至关重要。 “发动机和发动机部件制造商非常重视生产率，”他说。 “由于积压的情况，时间的价值每次都胜过刀具成本和刀具寿命。
“与许多行业一样，飞机工业已经过渡到使用更多的五轴加工中心来生产零件，例如涡轮叶片，”Strauchen 继续说道。 “五轴机床和夹具的组合通常不利于某些类型的粗加工，传统上您会采用刀具切削的整个长度并使用摆线铣削路径对材料进行粗加工。这是一种非常有效的粗加工方法，但许多加工环境，尤其是五轴加工环境，不允许这种加工方式，而是需要 Z 级加工刀具路径。”
Ti Feed 立铣刀是提供冷却液通过和尺寸为 3/8-1" (9.53-25.4 mm) 的实心配置，最受欢迎的是 ½" (12.7 mm)。 “使用 Ti Feed 铣刀进行大量轻切削的 Z 级加工发动机零件不会在工件上产生大量扭矩或负载，”Strauchen 说。 “Ti Feed 立铣刀利用径向切屑变薄的优势，其中可以通过较轻的切削深度实现更高的进给率，将粗加工零件加工成接近最终形状。可选的冷却液通过能力显着提高了耐热性，这对于加工钛合金至关重要。”
在加工热加工时，钎焊陶瓷刀尖立铣刀的加工速度比硬质合金刀具快 5 到 10 倍。耐高温合金，如 Inconel 718。例如，虽然整体硬质合金工具可能达到 100 至 150 sfm，但新的钎焊尖端工具可以达到 400 至 900 sfm 的速度。 “当然，因为它是钎焊尖端而不是固体陶瓷，工具的成本要低得多，”Strauchen 指出。
正确钻孔以避免攻丝问题
攻丝过程有问题吗？如果是这样，德克萨斯州欧文市 OSG USA Inc. 的二级应用工程师 Bill Minhas 建议检查钻孔的平直度和其他可能破坏孔质量的缺陷。 “当我被叫到一家在攻丝过程中遇到问题的商店时，我通常会发现大多数时候问题不是丝锥问题，而是钻孔过程。如果钻头变钝且钻孔不直，则存在许多会破坏孔质量的缺陷。我建议用销规检查孔并用新钻头更换。”
OSG 的 AE-H 球头立铣刀具有三个特点，使其成为加工硬化钢和模具的理想选择/根据 Minhas 的说法，模具应用。 “第一个特点是十分之二的高精度半径公差，这对于表面光洁度和减少抛光时间非常重要。秒另一个特点是它的不等指数，减少了振动。第三个特征是可变前角，这意味着从尖端到主直径的前角不同。”
Minhas 解释了在 AE-H 端具有可变前角的优势铣刀：“球头立铣刀总是从不旋转的刀尖开始切削。可变前角在刀尖处非常强大，可以避免崩刃。然后，当您进一步增大刀具直径时，它会变得更锋利，因此您可以轻柔地切削材料。”
AE-H 球头立铣刀在刀刃上具有 OSG 的 Durorey 多层涂层基质。根据 Minhas 的说法，涂层具有超耐热性，具有超细纳米结构和特殊强度介质，可实现长寿命、精细光洁度和工艺稳定性。
OSG 的新产品还有 1 至 2 毫米 ADO 微钻适用于医疗和牙科应用，提供 2×D 至 3×D 长度。 “ADO micro 功能很酷ant-through 以实现良好的排屑，虽然它很小，但具有双刃口，这对于孔中的稳定性很重要，”Minhas 说。
OSG 用于钛和不锈钢的 ADO SUS 钻头采用公司专有的 WXL涂层;特殊形状的冷却液孔可使流向切削刃的冷却液增加 33%；切削力始终与切削刃成 90º。波浪形切削刃不会在一个方向上产生很大的切削力，从而最大限度地减少了产生热量的摩擦——这是不锈钢和钛加工中的一个重要特征。
通过去毛刺对孔进行精加工
对生产量的钻孔和钻孔进行去毛刺对几乎所有行业的公司来说都是一项挑战。为了应对这些挑战，来自俄亥俄州拉夫兰的 Heule Tool Corp. 的去毛刺产品和工艺正被航空航天、汽车、重型设备、能源、医疗和精密机械制造商使用g 用于他们的精加工操作。
COFA 工具去除飞机环毛刺。“我们的客户面临的最大挑战是位置和零件变化，这可能由于多种原因而发生，包括工具和工艺故障、不平坦的表面或钻孔困难的配置或以一定角度钻孔，”Heule Tool 总裁 Gary Brown 说。 “我们的大多数工具都是补偿工具，这意味着它们是弹簧加载的或由离心力驱动的。他们执行背镗、背加工、背倒角、补偿、锪孔和组合钻孔等工艺。产品可用于处理所有类型的材料，包括镍合金一直到黄铜、青铜和复合材料。”
Heule 的产品用于新材料和工艺，例如干式加工或最少的雾气，以及小型电机和医疗应用中的钻孔。 “我们的产品可用于任何需要去除毛刺的钻孔。它们消除了很多手动操作，使得从头到尾制造产品成为可能，而无需接触它们或只需最少的人工干预。”
