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伊斯卡对模具工业的传统及现代加工方式的思考
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模具工业是最古老的工业之一;早期实践的模具工业正是为金属货币及奖章制模。
背景

  模具制造商通常非常精通于金属加工,广泛采用了各种技术,包括金属切削,冶金,高分子材料,塑性流动,电火花加工(EDM)及线切割技术。
  在许多情况下,一些模具制造商的负责人声称没有动力更新刀具及技术。只因模具制造不是大批量生产,且许多零件各个不同。
  考察加工方法及使用的刀具是衡量一家模具制造商技术水平的方式之一。然而,看上去众多的模具制造商及常见的模具车间对他们使用的工具及设备非常“忠诚”。
  通过采用各种刀具可完成模具的加工。需根据工艺链,工步描述,工件最终的几何形状及被加工表面质量,工件材料及特性,机床特性及不同的环境因素来选择及优化刀具。
  常见的模具工厂依旧采用标准球头铣刀片用于粗铣加工,标准ISO车刀片用于粗车加工,高速钢钻头丝锥的使用也很普遍。
  这些工厂通常认为,他们仅需加工特定的孔,仅一种或两种螺纹需要攻丝,故而为什么要更新刀具,这可费用不菲;而看起来时间上的节省也并不多。然而,事实上,采用了新技术的工厂,体验到了巨大的变化。另外,从长期效果来看,采用新刀具及走刀路径技术将带来显著的不同。
  伊斯卡持续地追求高生产率,快速金属切削及采用高性能刀具收获更高成本效益的加工过程。其结果是,伊斯卡研发并推出新的切削技术,新型几何形状设计的切削刃,新刀具材料,新涂层技术。
传统理念:采用圆形铣刀片进行粗铣加工
  当粗铣加工型腔或凸台时,长期以来形成的观念是,标准圆刀片是不可替代的;众所周知,可采用立铣刀或套式铣刀装夹圆刀片进行加工,而且这样的加工方式依然盛行。
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  夹持圆刀片的刀具应用领域广泛,如面铣刀,方肩铣刀,螺旋插补铣刀(坡走铣刀)。而刀片相对低廉的价格正是此类圆刀片,刀具能得到广泛应用的主要原因。
  然而,当以全局观纵览整个铣削过程的每一个切削参数或应用并试图使得常规粗铣加工技术得到有效优化时,将发现新的切削技术,刀具及加工方法可显著地改善切削加工工艺,与过去相比不可同日而语。
  在不同的切削深度下,当铣刀接近被加工金属材料时,采用圆刀片会得到不等的切入角。原则上,需针对每一切削深度变更切削参数。
  模具工厂常采用的方法是将相同刀具应用于所有模具零件的加工,并始终如一地采用某一种或几种切削参数。或许对工厂的操作人员而言这显得更简便、可靠,但事实上限制了生产率及加工效率。
  伊斯卡已成功开发出独特且成功的铣刀系列,双面螺旋刃飞碟铣刀HELIDO H600 (图 A)可有助于模具工厂缩短每一工件的切削加工时间。线性切入角分别为17°(图B)或30°(图C),各自适用于大进给铣削(FF)或中速进给铣削(MF)。线性切入角使得在不同的切削深度下,可采用相同的切削参数;对于热衷于技术改造的企业而言,这是易于接受的。额外的,采用飞碟铣刀可收获非常高的金属去除率及加工效率。
采用ISO标准刀片进行粗车加工
  数十年来,对采用车床加工的制造商而言,购买标准ISO车刀片是车削加工的唯一选择。采用负型双面刀片用于半精加工-粗车加工相当普及。粗车往往采用带80°刀尖角的菱形刀片,刀片以杠杆夹紧方式装夹。在重载下,刀片后端将发生极小幅的抬升,导致刀片切削刃遭受微小的崩刃或破损。一种解决方案是采用上压夹紧式机械结构,但这仅适用于小切深的加工;当切削深度加大,大切屑将摩擦压紧刀片的上压板。
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  伊斯卡设计并开创了全新的菱形及凸三角形车刀系列,称之为燕尾IQ车刀DOVE IQ TURN (图 D),刀片设计有楔形棱(图E及F),即便是在超大重载下也能有效防止刀片的移动与抬升。这,有效提高了刀具寿命(图G)。
  热衷于技术革新的工厂显然会接纳伊斯卡的燕尾IQ车刀DOVE IQ TURN(非ISO车刀)。可是,其他的模具工厂怎么看?
总结:
  金属切削世界因机床,走刀路径及切削刀具的变革而持续更新。对常规的相对保守的模具工厂而言,以开放的胸襟检验、采纳新技术,将收获革新的解决方案并开阔加工思路。将新刀具融合进不同的加工工序,新的完整工艺链对高生产率是至关重要的,令得模具工厂从中受益,并提升模具加工的生产力。
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