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近年来,汽车、IT等行业为了减轻零件重量,正在大量使用铝合金材料,随之对铝合金加工也提出了空前的高精度、高效率加工要求。住友电工公司为此开发出一种刀体较轻的RF型高速切削用面铣刀,并已作为正式产品投放市场。RF铣刀刀体采用特殊铝合金制作,其重量比钢制刀体减轻60%。 - G% u: @! @9 }3 T' @' D
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减轻刀体重量的优点 3 N! ^) w9 r$ z; {. P
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- n4 Z( g7 {7 j: L' ^% m. T 可降低回转扭矩,缩短总的加工周期;
5 N, F' O Z/ V& [ 使用长尺寸刀具时,不易产生颤振;
+ J. S; k' \* z4 _ m 过去大尺寸面铣刀装卸时,需工人共同操作,采用铝合金刀体后,由于重量轻,装卸非常方便。
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+ [( s% \0 F5 X5 D* d- v' S6 P 刀体设计时的注意事项
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铝合金材料的选择:铝合金材料品种繁多,制作刀体的铝合金应选用拉伸强度和硬度均较高的品种。RF铣刀刀体选用的铝合金拉伸强度为573N/mm2,硬度150HB,这是一种特殊的铝合金,拉伸强度和硬度为普通铝合金的2倍左右。 5 W. I# l: V7 y% ]) }. d
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夹紧方式:通常面铣刀的刀片夹紧方式有两种,一种是刀片楔入式,另一种是利用刀片中心孔用螺钉紧固。目前,钢制刀体采用刀片直接进入刀片槽,再用楔块或螺钉紧固,而铝合金刀体由于材料强度较低,不宜采用这种方式。选用铝合金刀体时,可在刀片下增加一个钢质垫片,然后用螺钉通过刀片中心孔,将其固定在刀体上。 表1 RF面铣刀最高允许转速
) e/ ]& Z+ X$ L% K- S 刀具直径 : y. k: A; c5 i" y$ {
mm 最高允许转速 ) i. }7 X6 ?# B
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$ a0 m+ ~) u$ k" q' s, J 80 17000 & x' I0 m# [5 \- Y
100 15900
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$ O# S/ C! l2 K$ {- O; j4 i ?) Q 160 11000
% s0 e! p# y# b* B) [/ K 200 9000 / W" }) I" o) Y- h7 q! s
250 7600
# t" E N. ~9 r: s0 a) f+ l) M& X 315 6000 o% t1 u2 B$ t5 Z3 Z
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# ?2 f8 q% y$ h 防止离心力的破坏作用:RF面铣刀的切削速度高达5000m/min,所产生的离心力非常大,为了防止离心力将刀片或其他零件甩出,在设计时应采取相应措施。由试验可知,离心力的大小与夹紧机构支点到刀片切削刃的距离成正比,其大小超过夹紧力便可能将刀片甩出。为此,RF铣刀在刀片上面设计了一个凹入部分,螺钉由凹入部分进入,将刀片紧固在刀体上。由于是在靠近切削刃部位紧固的,因而可抑制切削颤振的产生,保证获得良好的加工精度。表1所示为RF面铣刀的最高允许转速,在此速度范围内,可有效防止刀片甩出和保证加工精度。
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$ l$ X2 I; Q! u0 ]4 D* ~ 铝合金刀体的表面保护
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RF面铣刀刀体虽然采用了特殊的铝合金,但由于硬度只有150HB,在高速切削过程中,仍易被刮伤。为此,住友公司采取了刀体氧化铝镀膜处理方式,使表面硬度提高到350~400HV,这样,即可满足一般铣削加工对刀体的要求。
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另外,利用硬质氧化铝处理特性,可加入染料,使其具有各种相应的颜色,以便于操作者取用时辨认,避免取错。
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" B2 ?7 t/ t2 b) O* ^ 在设计时,还应考虑让切屑沿着刀片前刀面流出,并由刀体上特设的凹形排屑槽排出刀体。该凹形槽也经过硬质氧化铝处理,可长期承受切屑流过,保证刀体其它部分不会受到损伤,有利于延长刀体的使用寿命。 |
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