第三種HPC方案是“MultiEdge Feed”系列中的大進給量銑刀。這種刀具按照HFC(大進給量切削)的原理進行工作。與轉盤刀具相比,這種刀具以更高的進給速度、更小的軸向進給量而著稱。這種方法通過采用相對較大的切削半徑從而明顯減小切削迎角和徑向切削分力。
在加工工具鋼時,通過這種方法可以將全硬金屬銑刀“MultiEdge Feed”的每齒進刀量設定為1mm(刀具直徑12mm)。同一系列的可轉位刀片銑刀“MultiEdge Feed”甚至可以使刀具的每齒進刀量達到5mm。這比裝備轉盤銑刀“RCKX”的每齒進刀量提高了500%。
盡管與使用轉盤刀具相比,這種方法只能使軸向進給提高30%~50%,卻能將工作時間提高約200%。所有大進給量的實際應用都與機床及其最大進給速度有關。
一種HPC方案的改進版:銑刀直徑42mm,齒數4,切削速度250m/min。如果采用20m/min的進給速度,那么就可獲得最高2.5mm的每齒進給量。盡管超過3.5mm甚至5mm的每齒進給量對刀具而言沒什么問題,但是機床方面就不太可能滿足這樣的要求。
實際情況表明,在很多HPC刀具的應用實例中,刀具的性能并未完全得到利用。在配備更大功率機床的前提下,刀具的潛力才能得到充分發揮,這也是一個值得關注的潛在改進方向。
所有采用新一代銑刀的成功實例證明,大進給量技術正在生產運行中創造出很大的價值:成倍提高工作時間可以使機床費用降低超過40%(MultiEdge2 Feed實例)。另外,由于刀具使用壽命縮短,刀具材料費用和換刀費用略微提高。不過,這些后果相對于整體均衡性而言不值一提,而機床壽命和機床成本才更具有決定性意義。
12級臺階狀分段式刀刃
第四種HPC方案是通過整合前文提及的“大進給量切削”、“低振動切削”以及“分選切屑”的原理而來。由此得到了一種名為“MultiEdge 4X”的HPC刀具,它具有極易辨別的刀刃形式:明顯的可轉位刀片,分成12級臺階狀分段式的刀刃。
這種刀刃形式能降低被刀具吸收的功率,方便地提高軸向進給量,并能延長刀具使用壽命,改善排屑。此外,這種新式銑刀的外形設計可以減少振動,如果配合有寬槽切刃的斷屑器使用,能得到優良的表面質量并能擴展刀具的功能:粗加工階段就可獲得精加工的質量。
與通常使用的轉盤刀具相比,在HPC生產過程中使用MultiEdge 4X系列可轉位刀片“XOKX”可以將功率需求減少10%,將軸向進給量提高20%,將刀具使用壽命延長30%,并將表面質量提高50%。此外,這種可轉位刀片的刀刃形式還具有廣泛的應用范圍,并能持續優化切削過程。
“多重配置”可獲得安靜、低振動的切削過程
第五種HPC方案必須滿足如下的前提條件。這種獨一無二的創新技術可以概括為銑刀的“多重配置”。刀具支架(首先應有正確的齒數)可以滿足MultiEdge 4X可轉位刀片和轉盤刀具的交替使用。與常規的轉盤刀具相比,這種方法本身能將軸向進給量提高一倍,從而使得切削過程更安靜,振動更小。這種方法也適用于更大懸臂長度情況下的不穩定比例關系。
總結一下我們就可以發現,以上五種方法中的切削功率都能實現飛躍。此外,平衡好刀具在技術和生產運行方面的作用,不僅是提高刀具使用壽命方面,也是降低刀具成本方面的需求。鑒于刀具成本僅占到整個加工成本的4%,那么降低機床成本所占的比例(約占45%的較大份額)就顯得更加有效。