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既强大又安静

来源:国际金属加工商情     发布时间:2022-05-16
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位于德国克尼斯多夫市的金属加工企业Stöger公司与精密加工刀具专家OSG德国公司的合作是从“铝合金加工专用铣刀”这一项目时开始的。Stöger公司当时新购入了一台高性能的加工中心,但配套的铣削刀具的试切效果并不十分令人满意。用Stöger公司CAD/CAM技术负责人的Dominik Fuchs的话来讲试切的结果非常糟糕,铝合金零件的表面质量就像“狗啃的”一样。


在铣刀每齿进给量为0.1mm 时,切削刃长度为铣刀直径3 倍的铝合金专用铣刀AE-N 可以
在以每分钟550 至600 米的切削速度进行铣削。切削刃长度为5 倍时的切削速度仍然可以达到450 至500 米/ 分。


Stöger公司的人也不知道哪里出了问题,然后就在这台设备上换用了多家刀具供应商的产品,希望得到令人满意的结果。但所有的测试结果都不理想。

可靠的、低噪音的摆线铣削


最终,他们找到了多年来在铝合金加工中有着不俗表现的精密刀具制造商OSG公司。这家公司的Aero系列铣刀在大型铝合金件铣削加工中有着非常好的铣削效果,但Aero系列铣刀的直径和切削刃长度不符合Stöger公司的使用要求。Stoger公司所需的铣刀切削刃长度是铣刀直径的3倍和5倍。在一次经销商大会上,OSG公司首次展示了全新设计开发的AE-N系列铣刀。OSG公司销售部负责技术工作的Patrick Kinzlinger向Stöger公司的Dominik Fuchs详细地介绍了这种新产品。“当我看到这种铣刀之后立即就购买了它们,因为它的DLC类金刚石涂层的厚度仅为0.2μm,它的铝合金材料铣削加工的效果令人吃惊。当我用这种铣刀试切工件之后我简直不敢相信我的眼睛,而且更加令人惊讶的是整个铣削过程几乎没有听到切削加工的声音。即使是用最大的进给量,摆线铣削加工中也没有噪音,而且工件的表面也非常光洁。”Fuchs回忆说道。


Fuchs对OSG公司并不陌生,因为他过去在一家模具工具制造公司工作时就曾经使用过OSG公司的刀具。但现在铣削超高强度铝合金7075 AlZnMaCu却有着全新的技术要求。


最终Stöger 公司在OSG 公司那里找到了适合新购买的高动态性能加工中心使用的铣削刀具。


由于AE-N类铣刀能够实现很高的表面加工质量和非常好的尺寸精度,因此OSG公司将这类刀具划分到精加工刀具的类别中。但在Stöger公司,这类刀具在既可用于粗加工,也可用于精加工,这也就减少了刀具库中的刀具的种类和数量。

不再有粗精加工的界限


Stöger公司使用的AE-N铣刀以及所有的Aero铣刀均有0.2μm厚的DLC超硬的类金刚石涂层。OSG公司将这种涂层又细分为DLC-Iguss和DLC-Supper Hard两个小类别。其中的DLC-Iguss 0.8μm的涂层可以有效的减少铣刀切削刃的磨损。


DLC-Super Hard涂层的厚度仅有0.2μm,适用于AE-TS-N和AE-TL-N类刀具。OSG公司通过这种较薄的涂层来提高切削刃的锋利程度,确保在高切削性能的同时又有着很高的基材附着力,减少切削过程中的冷焊现象。


在铣刀每齿进给量为0.1mm时,切削刃长度为铣刀直径3倍的铝合金专用铣刀AE-N可以以每分钟550至600米的切削速度进行铣削。切削刃长度为5倍时的切削速度仍然可以达到450至500米/分。在谈到这种铣刀的切削能力时,Fuchs说道:“最近,我们用切削刃长度5倍、圆角半径4.1mm的8mm铣刀实现了每齿进给量0.06mm的铣削。铣削的过程毫无问题。铣削表面达到了磨削后的效果。这是我从未经历过的事情。”唯一的问题是,切削加工的性能受到了加工设备的限制(n=20000转/分)。


Stöger 公司加工的大多数产品都是由超高强度铝合金材料7075
AlZnMgCu 制成的。OSG 公司的铣刀性能强大,可以将粗、精加工两道工序合二为一。


除了切削性能,尺寸精度和表面质量也是Stöger公司的重要考量。在Stöger公司的掌门人Lorenz Stöger看来,超高强度铝合金零件的表面质量甚至是比其他两项更重要的事,他说:“这些表面都是可见表面,它们必须完美无瑕,因为它们代表的是德国制造。我们的客户已经习惯了高品质的表面质量。由于超高强度铝合金中含有一定的铜,因此它很坚韧,有着很高的抗拉强度。任何人都能完成它的粗加工,但精加工则是我们的‘艺术’。”

很长的刀具使用寿命


为了在高切削负荷的情况下保持刀具的耐用度,OSG公司对这款铣刀的切削刃进行了相应的设计改进。“首先是锋利的切削刃。另外,这款铣刀有着粗壮的刀体。OSG公司规定刀体的直径为铣刀名义直径的50%。对铝合金加工铣刀来讲,由于铝合金加工铣刀的吃刀深度通常较深,这样的比例不同寻常。OSG公司的这类铣刀都磨削到铣刀颈部,排线槽还要靠后一些,这都保证了良好的铣削效果。”Kinzlinger说。


Stöger公司进行了多次每批大约30件的批量加工试验,不仅得到了很高的尺寸加工精度还得到了很好的表面粗糙度。每一个超高强度铝合金毛坯都在装夹之后的24分钟内完成铣削加工。500分钟——也就是设定的刀具耐用度后,再检查被加工零件的尺寸精度和表面质量以及铣刀的状态,通常情况下AE-N铣刀还可以继续使用200分钟。


AE-N铝合金专用铣刀的刀具耐用度给Fuchs和他的同事留下了深刻的印象。正如Fuchs所说的那样:“正如我的同事所报告的那样,低速切削的5倍直径铣刀显示了强劲的切削力。铣削时会升起一些烟雾,但铣刀仍然勇往直前。”

本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志


来源:荣格-《国际金属加工商情》

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