环球观点：用钛合金铣刀体，获最佳性能
整体式VS组装式
(资料图)
用大悬伸刀具进行铣削常见于各种加工过程中，并受到刀具结构或夹具的影响。深腔铣削的特点包括方肩、陡壁、深边和清根，这些都是典型需要用到大悬伸刀具的应用。增加的刀具悬伸降低了刀具的刚性，从而影响加工稳定性。最终造成振动、表面粗糙度差以及刀具寿命缩短。
整体式设计的长悬伸刀具提供了最大刚性的解决方案。但由于巨大的生产成本且极有可能造成功能损失，这种设计理念的应用受到限制。例如，刀片断裂会造成刀体损坏，所以在使用昂贵的刀具时，可能会造成很大的损失。
组装式刀具的设计很常见，用于避免可能的刀具损坏。这种长悬伸刀具由常规尺寸的铣刀和安装该铣刀的刀柄组成。如有必要，刀柄本身就是一个模块化组件，包括标准元件，如机床主轴接口、延长杆、减径杆等部分。组装式刀具具有高通用性、优异的刀具结构和可高效定制等重要的优点。如果刀盘损坏，可以很容易地更换，与此同时其他组件可继续使用。
与整体式刀具相比，组装式刀具会导致刀具刚性的降低，从而影响刀具的动态性能。但组装式刀具可以使用具有减振功能的刀柄，这种减震刀柄能够显著提高组装式刀具的动态性能。在这种情况下，需要经常降低切削参数，以消除导致生产率下降的振动和噪音。
此外，长悬伸铣削的性能也可以通过一些方法获得提升，如带分屑刃口的切削刃、不对称齿距和不同的刃倾角，这些特性与切削刃型和刀具本身有关。
减轻刀体的重量有助于获得更好的动态稳定性。然而，减重不应以刀具的强度为代价。钢是制造刀具的传统材料。钛可以用来代替钢，其密度低，但强度高。钛还具有优异的耐腐蚀性和抗磨性能，这是延长刀体寿命的重要因素。与钢相比，钛的加工性差，这必然会导致加工成本的增加。如果采用具有型腔的刀体设计也可以减少刀具的质量，但同样也会增加其制造成本。
现代制造技术，突破局限
现代制造技术的发展使得解决方案能够克服这些障碍。如增材制造(AM)就是一种有效的方法来完成刀体的复杂配置，同时最大限度地减少加工操作。3D打印推动了钛制刀体的生产，同时确保了可持续性。领先的刀具制造商已经采用增材制造工艺来生产用于大悬伸加工的铣刀。使用增材制造技术来制造钛合金刀体的轻质可转位铣刀越来越常见。伊斯卡近期推出了一种新的套式铣刀。该铣刀扩展了HELI200090°铣刀的产品范围，安装了带螺旋切削刃的可转位刀片，使用螺旋刃刀片的轻型钛合金刀体的刀盘。该新产品以其原创和革新的铣削解决方案成为伊斯卡创新精神的典型代表。
这种钛合金套式铣刀刀体采用3D打印技术之一——选择性激光熔化(SLM)技术。因此，刀体的特征，如容屑槽和减重腔的形状复杂，在金属加工中不是很常见。增材制造技术可以最大化地利用计算流体动力学来优化内部通道的轮廓，以确保冷却液精准有效地通过刀体到达刃口。传统的加工工艺在形成通道方面有局限性，而增材制造提供了无限的选择。
此外该铣刀的设计还利用不对称齿距原理来提高刀具的抗振性。
这种坚固的轻质可转位套式铣刀，结合非典型刀体材料与增材制造的优势进行了新的设计，适用于长悬伸加工应用。该新刀具可在大悬伸的情况下实现平稳的切削，从而确保提高生产率和刀具寿命。在产品应用的初始阶段，伊斯卡引入了直径为50和63毫米(公制产品线)或2.00英寸的钛合金刀体套式铣刀。为优化加工效果并获得良好的表面粗糙度，建议将铣刀安装在具有抗振动机制的刀柄上，如伊斯卡的WHISPERLINE刀柄。
文章来源：伊斯卡
图片来源：伊斯卡
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责任编辑：朱晓裔
部门领导审核：李峥
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