1.打破规则,开创先例
自20世纪70年代起,ISCAR推出了ISCAR独创的自夹式刀具(SELF-GRIP)系列,体现了先进的刀具设计理念。根据自夹紧(SELF-GRIP)刀具的设计理念,不需要机械锁定元件,可以利用刀片的弹性变形将压制的硬质合金刀片夹紧到刀片上。当时,其他刀具制造商正在尝试使用相同的原理将刀片夹紧到分体式刀架中。然而,正是伊斯卡经过验证且可行的概念为切断刀具应用建立了行业标准。
图1 自夹式SELF-GRIP 切割刀
事实证明SELF-GRIP系列自剪式切割刀具给切割应用带来了颠覆性的变化。推出后不久,其他刀具制造商也推出了具有类似设计的切割刀。然而,自从ISCAR确立了自己在截止应用领域的权威地位后,它很快就成为了该行业无与伦比的领导者。这也是为什么直到今天,伊斯卡每次发布切刀的时候总是会引起人们的关注,毫无疑问,伊斯卡是当之无愧的。 2、发展之路,持续探索
在切断应用中,刀片的夹紧刚度是一个重要因素。刀片的切割宽度较窄,可以更经济地使用工件材料。随着工件直径的增加,刀片悬伸量也随之增加。较窄的刀片或刀片宽度会降低刀具的动态加工性能,最终影响整个加工系统的加工性能。在设计分型刀具时,我们注重提高夹紧刚性和增加刀具强度,以确保即使在恶劣的加工条件下也能实现高效切削。
ISCAR SELF-GRIP 自夹式切割刀的设计理念是一项突破,激发了ISCAR 富有成效的研发工程师的灵感,他们至今仍在不断完善它。 “经典”SELF-GRIP 系列刀具进行了升级,采用了新的刀片形状和有效的加工方法,可实现高效金属切削。伊斯卡切割刀的演变表明,几代研发工程师采用高科技解决方案,实现了产品的升级和进化。
精密高压冷却(HPC) 通过提高分型性能提供了显着的竞争优势。通过降低切削区域的温度并确保良好的断屑,可显着改善表面光洁度并延长刀具寿命。当加工耐热高温合金和奥氏体不锈钢等难切削材料时,高压冷却喷射可以减少或消除积屑瘤。事实证明,高压冷却在切断应用中非常有利。在薄叶片中实现有效的内部冷却通道是一项艰巨的任务。 Iska 为这个问题提供了强大的解决方案。其中之一是DO-GRIP 系列双头切割刀,是在SELF-GRIP 系列发布几年后开发的。 DO-GRIP双头切割刀有配套的刀片,两端的切削刃是扭曲的,因此切割深度不受刀片长度的限制。
图2 带有高压内部冷却通道的DO-GRIP 刀片
PENTACUT 系列刀具配备五尖星形硬质合金刀片,最初用于切割小直径工件、管道和薄壁零件。这些节省成本的刀片具有五个可转位切削刃,可以更完整、更经济地使用碳化钨。刀片通过穿过中心孔的螺钉固定在定位槽内。当使用五角形刀尖加工大直径工件时,五角形过载刀尖设计是一个瓶颈。为了成功地进行大直径加工,需要增大切屑的尺寸,而这是通过技术来实现的。制造和使用“上都”的成本变得困难。最后,ISCAR发布的PENTA-IQ-GRIP系列切削刀具的答案是——。该系列切削刀具还配备有5个切削刃的可转位刀片,可用于切削直径达40的工件。毫米(1.5 英寸)。得益于创新的燕尾定位原理,该刀具使用相对较小的刀片尺寸并提供高刚性的夹具,从而显着延长刀具寿命并提高零件平整度和切削表面光洁度。 IQ-GRIP系列工具还可配备HPC(高压冷却)功能。
图3 – Penta-IQ-GRIP 具有燕尾定位和夹紧结构,高压冷却喷射从两个方向引导到切割区域
自夹紧夹具设计利用了刀板的弹性变形,为推出改进的工具奠定了基础,将夹紧强度提升到了一个新的水平。自剪式切槽和切断刀具TANG-GRIP 的功能设计基于为刀片提供最大支撑的原理,以抵消加工操作过程中施加在刀具上的切削力。与自抓式刀具不同,作用在刀片定位槽上的力的方向发生变化,从而使刀片支撑在定位槽的长而坚固的后推力表面上。 TANG-GRIP 具有强大的推力表面,与大多数依靠摩擦力进行定位的自剪式切割刀不同。这种机械设计解决了刀片在收回过程中脱落的问题。由于刚性显着增加,刀具和槽的使用寿命显着延长。凭借其强大的刀片设计和加固的切削刃,TANG-GRIP 能够以非常高的进给率进行切削,从而将生产率提升到一个新的水平。
图4 TANG-GRIP 系列垂直安装的自夹紧切割刀可实现高刚性刀片夹紧
尽管如此,这个改进版本也有一些缺点。提高进给速度会增大切削力。随着切削直径和切削深度的增加,情况变得更糟,导致刀片偏斜,这可能是影响整个工艺系统的重要因素。利用Y 轴截止是解决此问题的一种方法。刀片以更好的方式连接。 Y轴切断方式常见于Y轴驱动的多任务机床中,以保证适当的进给,但这种类型的机床尚未普及。 3、坚持就是胜利与传统的X轴方向切削方式相比,采用切向切削力的Y轴切削大大提高了刀片的动态加工性能。沿径向力方向切削会降低刀片的刚性。对此,伊斯卡多产的研发工程师再次发明了强大的致胜配方——,推出了LOGIQ F-GRIP系列刀具。该新系列采用方形刀片,带有四个用于连接刀片的刀片定位槽。方形刀片可用于X轴和Y轴加工,设计更平衡,刚性更高。刀柄有4个定位槽,可大大延长刀具寿命。即使其中一个定位槽损坏,也能轻松确定刀片位置。方形刀板可安装在刀架的加固设计中,带或不带高压冷却通道,确保组装后的刀具具有高耐用性。即使在切割大直径工件时,其优异的刚性也能在狭窄的切割宽度下实现稳定、高效的切割,并节省原材料。该系列刀具适用于所有类型的车床,无论是否Y 轴驱动。
图5 LOGIQ F-GRIP 工具为分离操作带来了新视角
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在切割刀领域寻找正确答案的过程中,制造商总是发现自己处于十字路口。伊斯卡
在以其开创性的切削刀具树立了里程碑之后,此后推出的众多新产品继续体现了伊斯卡致力于提供先进解决方案来满足客户需求的承诺。
作者:Andrei Petrilin,ISCAR 技术经理
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