大多數(shù)情況下，改善生產(chǎn)效率的重點(diǎn)是提高切削刃的能力。切削刃的切削能力得到提升后，可以持續(xù)改善生產(chǎn)效率。但是，由于不同零件的特點(diǎn)各異，那么刀具懸伸已成為加工中的重要影響因素之一，我們?cè)絹?lái)越關(guān)注切削刃切削震動(dòng)中的表現(xiàn)效果。有刀具懸伸即存在振動(dòng)傾向，但是，大多數(shù)情況下，這種問(wèn)題能夠通過(guò)極輕微的切削和刀具慢慢接近工件來(lái)避免，但是就會(huì)犧牲切削效率。如果刀具必須進(jìn)入孔或凹腔內(nèi)，那么會(huì)產(chǎn)生撓曲力，這種力會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)傾向。山特維克可樂(lè)滿新研發(fā)的產(chǎn)品不僅解決了該問(wèn)題，還大大提高了生產(chǎn)效率。
減振工具
減振工具經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，目前已經(jīng)有明顯的改善。與山特維克可樂(lè)滿在七十年代初次推出的技術(shù)相比，現(xiàn)代技術(shù)要先進(jìn)得多。最初的產(chǎn)品用于將某些“不可能”的操作變成可能，包括采用大約10倍直徑的刀具懸伸，甚至在有些情況下更長(zhǎng)。Silent Tools減振刀具已經(jīng)達(dá)到目前減振刀具領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)水平，根據(jù)廣泛的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)，產(chǎn)品越來(lái)越成熟。因此，Silent Tools既解決了新領(lǐng)域中的一些加工難題，同時(shí)又成為了生產(chǎn)效率 “提升器”。Silent Tools減振刀具已經(jīng)廣泛用于需要長(zhǎng)刀具懸伸的場(chǎng)合。當(dāng)今的技術(shù)不僅解決了加工難題，更多的是實(shí)實(shí)在在的提高了生產(chǎn)效率，保持較小的公差范圍并確保了加工安全性。
當(dāng)今的加工領(lǐng)域中，內(nèi)孔車削、鏜削、切斷和切槽以及銑削工序均需要較長(zhǎng)刀具懸伸，并且越來(lái)越常用，在某些情況下，同一工件可能需要多種類型的工序。迄今，很多長(zhǎng)懸伸應(yīng)用的加工性能水平低下，僅僅達(dá)到零件可加工出來(lái)的最基本要求，那就是不要發(fā)生切削振動(dòng)，而無(wú)從談及生產(chǎn)效率。因?yàn)榈毒甙l(fā)生振動(dòng)，容易導(dǎo)致加工安全性下降、零件質(zhì)量差，噪聲水平高、刀具壽命短，甚至加工出廢品。因此，往往只能運(yùn)用低于切削刃能力的切削參數(shù)，從而增加了加工成本，生產(chǎn)時(shí)間也更長(zhǎng)。
銑削工序
在銑削工序中，由于斷續(xù)切削動(dòng)作，加工過(guò)程中一定會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)傾向。由于使用長(zhǎng)懸伸刀具，越來(lái)越多的銑削工序具有振動(dòng)傾向。很多方法可一時(shí)避免誘發(fā)振動(dòng)傾向，例如采用正確的銑刀和刀具路徑。但是，當(dāng)?shù)毒邞疑欤ㄖ鬏S端刀柄法蘭與刀刃之間的距離）超過(guò)接柄直徑的三倍時(shí)，如果要加工出滿足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，則需要采取其他措施。
隨著對(duì)銑削時(shí)的刀具懸伸為四倍或以上的刀具直徑的需求日益增加，我們迫切渴望克服振動(dòng)的影響，因?yàn)檎駝?dòng)限制了生產(chǎn)效率。特別是，由于軸向切深和進(jìn)刀量不得不保持較低水平，所以金屬去除率一直未發(fā)揮出應(yīng)有的水平。在很多情況下，無(wú)論是銑削還是內(nèi)孔車削，必須采用長(zhǎng)懸伸刀具。例如，在多任務(wù)機(jī)床上，B軸主軸通常會(huì)妨礙刀具接近工件，因此必須使用懸伸較長(zhǎng)的刀具。
為了克服振動(dòng)傾向，我們需要用更多的高科技手段去制造減振刀柄，這有助于更好、更精確地將振幅減至最低。也就是說(shuō)，我們可以很準(zhǔn)確地確定一個(gè)領(lǐng)域的振動(dòng)類型和所需要的減振阻尼設(shè)定。在最新的研發(fā)工作中，我們?cè)谠O(shè)計(jì)和應(yīng)用減振技術(shù)時(shí)，結(jié)合了大量的專業(yè)技術(shù)手段和經(jīng)驗(yàn)，使得在更高加工速率的情況下實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)的金屬切削。
在加工期間，不可能完全消除振動(dòng)，但是，現(xiàn)在完全可將其降低至最低水平，而對(duì)加工過(guò)程無(wú)任何影響。采用先進(jìn)的模擬方法、設(shè)備和測(cè)量系統(tǒng)，結(jié)合對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)知識(shí)的深入理解，完全可以消除刀具上作用力的不利影響。該研發(fā)工作不僅實(shí)現(xiàn)了減振功能，并且能夠更加準(zhǔn)確地找到具體刀具懸伸的函數(shù)性。
對(duì)于銑削工序，采用新的標(biāo)準(zhǔn)接柄不會(huì)因刀具懸伸而對(duì)加工性能產(chǎn)生影響。標(biāo)準(zhǔn)接柄可將兩種不同懸伸范圍的典型振幅降至最低。目前有兩種不同長(zhǎng)度的減振接柄，分別專用于懸伸達(dá)4～5倍接柄直徑以及6～7倍接柄直徑的銑削工序。訂制減振接柄可以使銑刀桿的懸伸更長(zhǎng)。（本文所稱的刀具懸伸是指主軸端刀柄法蘭與刀刃之間的距離）這些接柄適用于銑削工作中較長(zhǎng)刀具懸伸的最常見(jiàn)的領(lǐng)域。 采用新系統(tǒng)可提高生產(chǎn)效率，大大縮短接柄的投資回報(bào)時(shí)間。
該銑削接柄可允許增加軸向切深和進(jìn)刀量。這可以大幅提升生產(chǎn)效率的潛力，為凹腔等超過(guò)加工范圍的零件特征帶來(lái)高效率銑削加工可能性，例如在使用直徑大于刀桿的槽面銑刀時(shí)。新產(chǎn)品的潛力可以延長(zhǎng)工具懸伸，或者在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)延長(zhǎng)刀具懸伸。
內(nèi)孔車削
內(nèi)孔車削會(huì)更廣泛涉及到刀具懸伸。很多零件的孔很深，對(duì)鏜桿懸伸的要求很嚴(yán)格，懸伸范圍為4倍-14倍鏜桿直徑。刀具的正確選型和應(yīng)用對(duì)操作的結(jié)果起著決定性的作用，因?yàn)閮?nèi)孔車削對(duì)振動(dòng)很敏感。 Silent Tools減振鏜桿的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是減振機(jī)構(gòu)盡量靠近切削刃布置，這種安裝方法能快速響應(yīng)任何振動(dòng)傾向。
普通的鋼制鏜桿對(duì)四倍直徑的懸伸比較理想。整體硬質(zhì)合金鏜桿適用于六倍直徑的場(chǎng)合。對(duì)于較長(zhǎng)懸伸的領(lǐng)域，內(nèi)孔車削需要采用減振鏜桿。鋼制減振鏜桿用于加工懸伸為10倍直徑的孔，增強(qiáng)型硬質(zhì)合金減振鏜桿用于14倍直徑的懸伸。通常切槽和螺紋切削采用較低的懸伸。另外，所有機(jī)床的機(jī)構(gòu)自身的振動(dòng)特征都是不同的，即相同的切削加工因機(jī)床自身特性不同而在不同的頻率點(diǎn)上發(fā)生振動(dòng)。因此，重要的是開(kāi)發(fā)出能在盡量大的頻率區(qū)域內(nèi)都能正常運(yùn)行的減振標(biāo)準(zhǔn)刀具。
孔徑
在采取減振措施的過(guò)程中，使用的孔徑和鏜桿直徑變化很大。標(biāo)準(zhǔn)的工具系統(tǒng)的加工直徑為10～250毫米，而訂制刀具產(chǎn)品的覆蓋直徑更大。
內(nèi)孔車削采用減振鏜桿的原因有三：保持小公差和出色的表面質(zhì)量、通過(guò)最少的走刀次數(shù)而使加工時(shí)間縮至最短，以及采用具有競(jìng)爭(zhēng)力且經(jīng)濟(jì)的加工速率。此時(shí)生產(chǎn)效率和安全性最關(guān)鍵，因?yàn)楹芏嗔慵募庸ぶ圃爝^(guò)程的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。
現(xiàn)在，內(nèi)孔車削時(shí)鏜桿和切削頭的組合使用對(duì)于加工獲益匪淺。對(duì)于孔徑小于20 mm的小直徑加工，有T形和D型兩種刀片類型可以使用，可以優(yōu)化手頭正在進(jìn)行的工序，例如，當(dāng)公差極限范圍很小和進(jìn)行硬零件車削時(shí)。對(duì)于孔徑大于等于20 mm的場(chǎng)合，可采用可互換式切削頭，靈活性大、安全性高，刀具裝夾方便。用符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的Coromant Capto模塊化接口和鋸齒形（SL）接口至關(guān)重要。 SL快換系統(tǒng)和設(shè)置功能可以改進(jìn)設(shè)置、性能以及大量可轉(zhuǎn)位刀片的可利用性。
帶可樂(lè)滿 Capto C10接口的大鏜桿可用于孔徑大于100 mm、懸伸達(dá)10倍直徑的內(nèi)孔車削，在高金屬去除率下車削出高質(zhì)量的孔。快換功能可以快速安裝鏜桿，準(zhǔn)確度高。該鏜桿主要用于平身車床，以及在大型車削中心上進(jìn)行相對(duì)較大的孔的重載加工。
在內(nèi)孔車削時(shí)，采用高壓冷卻技術(shù)非常重要。通過(guò)在切削刃后面加裝冷卻液噴嘴，可改善切屑控制和排出，目的是在機(jī)床上充分利用冷卻液設(shè)備。帶固定噴嘴的刀柄能夠確保冷卻液精確地噴射到切削區(qū)域，從而提高斷屑性能，并將斷屑排出孔外并傳輸至傳送帶。在車削中心上采用快換刀柄系統(tǒng)，此系統(tǒng)通?？梢栽O(shè)計(jì)有高壓冷卻水供給噴嘴。方便使用高壓冷卻水將鐵屑吹離加工區(qū)域。這些裝置裝有內(nèi)置式接頭和供液管，而在必須使用外接管道時(shí)，換刀時(shí)間就會(huì)很長(zhǎng)。采用優(yōu)化的切削單元，裝有預(yù)置的固定噴嘴，從而減少機(jī)床的裝配時(shí)間。
內(nèi)孔車削時(shí)采用正確的方法可對(duì)加工性能、安全性和加工結(jié)果產(chǎn)生很大差別。例如，山特維克可樂(lè)滿的三次走刀法，其中編程的部分就包括編程直徑比所要求的直徑大。當(dāng)需要花三十分鐘以上時(shí)間來(lái)反復(fù)加工以獲得小公差范圍的精加工時(shí)，通過(guò)山特維克可樂(lè)滿的內(nèi)孔車削能夠在五分鐘以內(nèi)完成，優(yōu)勢(shì)特別明顯。 之所以能大大縮短加工時(shí)間的原因是免除了很多不必要的、由小切深的試探加工所產(chǎn)生的不確定性。
由于切削刃未能正確參與到切削中，以及測(cè)量過(guò)程中需要停頓多次，因此生產(chǎn)效率低下、切削過(guò)程不穩(wěn)定將會(huì)破壞孔的加工精度。這種加工方法將正確的切削次數(shù)降到最低， 適合于懸伸在3～4倍直徑的內(nèi)孔車削，其中刀具直徑≥13 mm，適用于各種材料類型，可采用正常的或推薦的切削參數(shù)。
現(xiàn)在采用的方法是解決對(duì)加工帶來(lái)負(fù)面影響的振動(dòng)問(wèn)題，與以前的方法截然不同。 盡管解決問(wèn)題仍屬于應(yīng)用這些刀具的一部分，但我們的重點(diǎn)是提高生產(chǎn)效率、確保加工安全性以及質(zhì)量一致性。
通過(guò)增加系統(tǒng)的剛性或通過(guò)采用減振刀具增加系統(tǒng)的減振量，從而改善系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。 采用最堅(jiān)固、最穩(wěn)定的刀柄系統(tǒng)，例如符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的可樂(lè)滿 Capto接口，對(duì)“系統(tǒng)”各部分沒(méi)有任何影響。機(jī)床的固有頻率是“系統(tǒng)”的另一重要因素。為了實(shí)現(xiàn)全面的優(yōu)化，可考慮改進(jìn)單個(gè)機(jī)床的不同結(jié)構(gòu)來(lái)增加整體穩(wěn)定性。
帶可樂(lè)滿 Capto C10接口的大鏜桿可用于孔徑大于100 mm、懸伸達(dá)10倍直徑的內(nèi)孔車削，在高金屬去除率下車削出高質(zhì)量的孔?？鞊Q功能可以快速安裝鏜桿，準(zhǔn)確度高。該鏜桿主要用于平身車床，以及在大型車削中心上進(jìn)行相對(duì)較大的孔的重載加工。
