伊斯卡引领智慧的铣削

2015-02-20伊斯卡刀具国际贸易上海有限公司供稿

金属加工(冷加工) 2015年2期

■伊斯卡刀具国际贸易（上海）有限公司供稿

伊斯卡引领智慧的铣削

■伊斯卡刀具国际贸易（上海）有限公司供稿

伊斯卡 “HIGH QLINE”（简称IQ系列）的全系列新刀具对于读者而言，毫无疑问，更熟悉于其缩写“IQ”：智商。另外，“IQ”还常与提升品质相关联，即获得高品质。伊斯卡的口号是“用智造改变制造”。新刀具是如何为高效金属切削做出贡献的？新刀具的“智造”体现在何处？采用IQ系列刀具，制造商能获得怎样的好处？IQ系列中铣刀占很大的比重，下面我们基于铣刀来回答上述问题。

1. 切削刀具里的IQ

对伊斯卡而言，切削刀具的主要目标在于帮助用户收获最佳性能并最终提高收益率。这是伊斯卡研发刀具寻求进一步发展的原则。

最新开发的IQ系列不仅体现出伊斯卡前沿的设计思想，而且反映出其革新的技术。聪明地应用新型前沿、真正“智慧”的刀具，可大幅降低生产成本。这源于以下因素：通用性、切削刃的经济性乃至更多因素。对于铣削而言，上述所有因素均适用。

一个不错的案例来自于双面螺旋刃铣刀800系列（HELIDO 800）——可转位45°主偏角面铣刀系列。此系列用途广泛，其特点在于定位槽可装夹不同形状的刀片。这么一来，1把HELIDO 800铣刀体既能夹持带8个切削刃的双面方形刀片，也可夹持带16个切削刃的双面八边形刀片。如今，最新的发展是同一定位槽还能夹持额外的3种刀片：圆刀片、适用于大进给（HFM）铣削的多边形刀片及主要用于加工不锈钢的单面八边形刀片。可以看到，铣刀体的定位槽可适用于夹持5种完全不同形状的刀片。将HELIDO 800视作多彩圆珠笔，插在衬衣口袋中便于使用。只需按一下，便可以方便地切换至用蓝色笔芯写字，黑色笔芯画图，红色笔芯或绿色笔芯做记号。对于HELIDO 800而言也一样：通过在定位槽中装夹合适的刀片，用户可将铣刀转换为面铣刀用于加工平面；变换为仿形铣刀用于加工3D曲面；改换为HFM铣刀用于高效率粗铣加工。应用HELIDO 800不仅能确保其通用于生产中，还能降低库存成本。事实上，此铣刀系列给出了聪慧灵活的解决方案，这对于中小型工厂而言尤其重要（见图1）。

图1　HELIDO 800

2. IQ系列铣削产品的主要优势

20世纪90年代，伊斯卡推出螺旋刃铣刀（HELIMILL），确立了其在铣削界的权威地位（见图2）。螺旋刃铣刀是夹持单面螺旋刃铣刀片的可转位铣刀。当刀片夹持于刀体，每刀片的后角及前角是恒定的，而刀片螺旋刃则遵循圆柱体与刀片复杂前刀面相交而形成的相贯线。当时，此新方案为铣削加工带来突破，并演变成夹持可转位刀片铣刀的经典设计方法。然而，原创的HELIMILL刀片仅有2个切削刃；而新型HELI-IQ-MILL 390系列铣刀体夹持带3个切削刃的刀片，为用户带来更多一个的切削刃。当然，这些刀片有更前沿的几何形体设计；采用了最先进的硬质合金牌号，具备如前所述的主要优点。

从事铝加工的用户，将会发现采用新型螺旋刃铝合金加工铣刀（HELIALU ）HSM铣刀，可获得一个很好的解决方案。伊斯卡相信这些铣刀为提高生产率打开了全新的大门。事实上，用于铝加工的最新机床具有非常高的主轴转速。然而并不是每个用户均能有效发挥高转速机床的优势。采用可转位铣刀可招致严重的困扰：惯性载荷的升高能导致位于定位槽中刀片的位移，因而为各种可能造成的损害开启了可能性。而HSM铣刀独特的定位槽设计克服了这一障碍，实现了在高转速下进行铝加工。例如，直径50mm的铣刀转速可达33 000r/min。而提高转速恰是提高金属去除率（MRR）、缩短切削加工周期的一个重要因素（见图3）。

大量的航空航天钛合金零件的加工状态为大悬伸。加工过程产生振动很常见，其后果也是显而易见的，导致加工表面质量差，刀具寿命低，加工过程伴随着噪音。为解决这些问题，用户不得不降低切削参数，最终导致生产率的降低。有时，采用特制的防振刀柄及心轴是可接受的解决方案；然而，高成本的刀柄常常显得不切实际。不过，采用夹持可转位刀片的风火轮P290玉米铣刀（MILLSHRED P290）系列，是能找到的轻松摆脱困境的方法。P290刀片的波形切削刃能轻易破碎切屑至小切屑。“劈砍”切屑有效地开启了在恶劣加工条件下高效粗铣加工的全新可能性。P290刀片具有不同的几何形状，使得其能适用于所有主流工程材料的加工（见图4）。

HELIDO系列的新型H606圆刀片适用于3D仿形铣削。铣刀体夹持复杂形状的刀片，从一定的角度来理解，铣刀片可以视作“圆刀片”。双面刀片带有6个主切削刃，每一切削刃带有覆盖90°夹角范围的圆弧。与90°圆弧相连接有短的直刃，其相应地也有6个，作用是双重的：提升坡走铣时的切削效果；当铣刀铣削至垂直侧壁时，直刃充当侧壁修光刃。这是伊斯卡为出色的加工品质提供的智造解决方案（见图5）。

HIGH-IQ-LINE（IQ系列）推荐新型槽铣刀用于铣槽加工。到目前为止，槽铣加工面临着一个临界尺寸问题：大于该尺寸可采用夹持可转位刀片的槽铣刀，小于该尺寸可采用夹持可换头式硬质合金刀头的变形金刚槽铣刀。为解决当前处于夹缝尺寸的问题，可采用IQ系列的T形槽铣刀（T–SLOT）。该铣刀是由圆柱柄与直径为32mm、带8个齿可换硬质合金刀头组成的组合刀具。刀头切削宽度范围为2～6mm。刀头与刀杆在装配时采用了花键联接，该特殊设计旨在更好地传递转矩（见图6）。