铝材高效加工:切削刀具选择的重要性

铝材高效加工:切削刀具选择的重要性

立铣刀

铣削铝材似乎是一个非常简单的过程。对于不直接参与铝加工的人来说,情况往往如此。他们认为,一个平衡、锋利、抛光的工具以最大速度旋转,并设置中等进给率,就足以像切黄油一样切割铝材。

铝加工特性

与钢加工相比,铝和铝合金需要的切削力较小,因此铣刀刀刃上的机械负荷相对较低。在本文中,我们将铝和铝合金简称为铝。铝具有较高的导热性,因此铝加工过程中产生的切屑会传导大量切削热,从而显著降低刀刃上的热负荷。由于这些特性,铝铣削可以具有非常高的切削速度和进给量。然而,这并不能保证铝铣削会很容易。

铝的材料特性会导致切削过程中形成积屑瘤 (BUE)。这种令人不快的现象会增加切削刃的机械负荷,使高效排屑变得困难。它还会影响旋转刀具的动态平衡,使整个过程效率低下。

使用错误的刀具也会影响铝屑的排出。如果刀具槽没有足够的空间容纳切屑,铝铣削过程中产生的长切屑会堵塞刀具。为了克服这一障碍,可以使用齿数较少的刀具或降低切削参数;然而,这种行为会对生产率产生负面影响。

从可加工性的角度来看,铝不是一种均匀的材料。合金元素(尤其是硅)、材料类型(锻造、铸造)和材料制备方法都会影响切削性能。工件形状、刀具条件和加工要求(精度、粗糙度等)等其他因素增加了它们自身的加工限制,是选择加工策略和刀具选择时必须考虑的因素。因此,在许多情况下,铝加工,尤其是铝铣削,往往并不像看起来那么简单。

立铣刀

铝加工用铣刀

刀具制造商在开发刀具时需要考虑铝铣刀的具体特性。成功的关键是找到切削几何形状、刀具材料和刃口准备的正确组合,并优化冷却液供应。

在考虑铝铣削应用时,大型飞机部件如机翼部件、机舱门、机舱窗框等是无法避免的。通常,这些工件由单块材料制成,通常重达几吨,并且通常需要去除 80-85% 的材料才能获得所需的最终形状。相比之下,同样是铝的主要消费者的全球汽车行业在其零件中引入了大量硬铸铝材料。虽然这导致这些零件的耐腐蚀性得到改善,但它带来了刀具磨损加剧的负面影响。

三河作为全系列 SHD 系列供应商,我们开发了专为高效铝加工而设计的全系列立铣刀。这些高品质刀具的每个系列都具有整体式或轻型机身设计、独特的硬质合金刀片夹紧机构原理、带调节结构的刀架、各种不同刀尖半径的研磨和抛光刀具以及带聚晶金刚石 (PCD) 刀尖的刀片,在铝加工中非常受欢迎。SHD 系列立铣刀可实现铝的高效高速加工 (HSM),确保高金属去除率 (MRR)、高精度和出色的表面质量,满足全球铝部件制造商的所有质量要求。

金属加工行业制造大到小的铝部件,在许多情况下需要尺寸更适中的铣刀。这些刀具的尺寸不适合夹持可转位刀片,而整体硬质合金刀具具有明显的优势。此外,整体硬质合金立铣刀的高精度使其在大型部件的精密加工中无可匹敌。因此,SAMHO 仍然积极参与先进整体硬质合金铝铣刀的设计和开发。最新的创新产品进一步丰富了刀具产品范围,再次提高了为全球工业领域用户带来的价值。

SANHO 的 SHD 系列四齿整体硬质合金立铣刀专为高金属切除率的粗铣削操作而设计。技术创新的立铣刀具有锯齿状切削刃,可以将宽切屑撕成易于排出的窄切屑。这种设计特点与抛光凹槽相结合,显著改善了切屑排出,从而显著提高了生产率。锯齿状切削刃不仅可以分割切屑,还可以提高抗震性。颈缩设计有助于提高大刀具悬伸加工中的切削稳定性。

立铣刀

为什么大多数铣刀只有三个齿,而没有更多齿?刀具颤动和不受欢迎的振动的产生是铝铣削中主要且最重要的因素。各种研究和金属加工实践表明,三齿结构是具有 90° 主前角的整体硬质合金铝铣刀的最佳设计。在高效铣削中,这种布局可确保切屑槽体积,这对于切屑流动也是必要的,而不会增加刀具振动。铝铣刀的主流就是基于此。

然而,提高铣削生产率的愿望促使 SAMHO 开发出一种技术创新的四齿 立铣刀。SHD 立铣刀系列与三齿铣刀相比,多了一个齿,有助于提高粗加工和精加工工序中的金属去除率 (MRR)。尽管这些立铣刀采用四齿结构,但由于采用了不等螺旋角和不等齿距的组合,因此具有出色的抗震性。此外,SAMHO 的刀具设计师还成功制造出一种四齿铣刀,其芯部直径和槽横截面积与现有相同直径的三齿立铣刀相似。

模具工业和航空航天工业需要小直径铣刀来精密加工三维表面。SAMHO 的最新整体硬质合金球头立铣刀具有抛光槽,直径范围为 1-6 毫米,专为满足这种苛刻而精确的需求而设计。

Transformer 立铣刀系列组合刀具包括不同的配置和多种可更换的铣刀头,是铣削铝的理想刀具,尤其是在需要大悬伸刀具的应用中。大悬伸整体硬质合金立铣刀由高成本的硬质合金棒制成,具有相当大的总长度。虽然只有立铣刀的头部部分直接参与切削,但在刀具突然磨损或断裂后,整个昂贵的棒都会被丢弃,这带来了明显的经济劣势。相比之下,在这种情况下,Transformer 立铣刀的用户只需更换切削头即可。

总而言之,可以说铣削铝很容易。但前提是要明智地加工!应用有效的加工策略并正确使用 SAMHO 选择的铣刀可以实现实际成功的加工结果。

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