如何提高剪刃生产效率

在大多数情况下，我们改善生产效率的重点是提高剪刃的切削能力。一旦剪刃的切削能力得到提升，我们就能持续提高生产效率。然而，由于不同零件具有不同的特点，剪刃的悬伸已经成为加工过程中一个重要的影响因素，我们越来越关注切削振动的表现效果。剪刃悬伸会导致振动倾向，但在大多数情况下，通过轻微的切削和逐渐接近工件来避免振动问题是可行的，尽管这可能会牺牲一定的切削效率。然而，如果剪刃必须进入孔或凹腔内部，就会产生弯曲力，这种力会导致振动倾向。

长悬伸剪刃

在当今的加工领域中，内孔车削、镗削、切断和切槽以及铣削工序的剪刃悬伸越来越长，并且越来越常见。在某些情况下，同一工件可能需要多种类型的工序。然而，迄今为止，许多长悬伸应用的加工性能都比较低，只能满足零件的基本要求，即必须避免切削振动，而无法提高生产效率。因为剪刃振动会导致加工安全性下降、零件质量差、噪音水平高、剪刃寿命短，甚至会生产出废品。因此，我们通常只能使用低于切削能力的切削参数进行加工，这不仅增加了成本，而且还延长了生产时间。

在铣削过程中，因为切削是间歇进行的，所以加工中会出现振动的倾向。由于采用了较长的剪刃，越来越多的铣削步骤都存在振动的问题。虽然可以通过采用正确的铣刀和工具路径等方法来暂时避免振动的发生，但是当剪刃的悬伸长度（即主轴端刀柄法兰与刀刃之间的距离）超过接柄直径的三倍时，为了加工出符合现有标准的产品，就需要采取其他措施了。

随着对剪刃直径为原来的四倍或更大的悬挂切削的需求不断增加，我们迫切希望克服振动的问题，因为振动会限制生产效率。特别是由于轴向切削深度和进刀量必须保持较低水平，金属去除率一直没有达到应有水平。在很多情况下，不论是铣削还是内孔车削，都必须使用较长的悬挂剪刃。例如，在多功能机床上，B轴主轴通常会妨碍剪刃靠近工件，因此必须使用更长的剪刃。

为了避免颤动问题，我们需要采用更多高科技手段来制造减震刀柄，以减小振幅并提高精度。也就是说，我们能够精确确定不同领域的振动类型和必需的减震器阻尼设置。在最新的研发工作中，我们结合大量专业技术手段和经验，在减震技术的设计和应用上进行探索，实现了在更快的加工速率下平稳的金属切割。

在加工过程中，虽然不可能完全消除振动，但现在可以将其降至最低水平，而不对加工过程产生任何影响。通过采用先进的仿真方法、设备和测量系统，并结合对结构动力学知识的深入理解，可以完全消除剪刃上作用力的负面影响。这项研发工作不仅实现了减振功能，还能更准确地确定剪刃的具体悬伸函数。

采用新的标准接柄，对于铣削工序不会因剪刃悬伸而影响加工性能。标准接柄能够将两种不同悬伸范围的典型振幅降至最低。目前有两种不同长度的减振接柄，专门用于处理悬伸达到4至5倍接柄直径以及6至7倍接柄直径的铣削工序。订制的减振接柄能够处理更长的铣刀杆悬伸。（本文所谓的剪刃悬伸是指主轴端刀柄法兰与刀刃之间的距离）这些接柄适用于铣削工作中较长剪刃悬伸的最常见领域。采用新系统能够提高生产效率，大大缩短接柄的投资回报时间。

该铣削接柄具备增加轴向切深和进刀量的能力。这将极大地提高生产效率，并为超出加工范围的零件特征（如凹腔）提供高效的铣削加工可能性，尤其是在使用直径大于刀杆的槽面铣刀时。新产品的潜力在于延长工具的悬伸，或者在提高生产效率的同时延长剪刃的悬伸。

内孔车削

内孔车削经常需要考虑剪刃悬伸的问题。很多零件的孔深度较大，对镗杆悬伸的要求十分严格，悬伸范围为4倍至14倍的镗杆直径。正确选择和应用剪刃对操作结果起到至关重要的作用，因为内孔车削对振动非常敏感。SilentTools减振镗杆的一个优点是减振机构靠近切削刃的布置，这种安装方式可以快速响应任何振动倾向。

当处理四倍直径悬挂的工件时，一般使用普通的钢制镗杆最理想。当悬挂比达到六倍直径时，则需要使用整体硬质合金镗杆。如果需要进行较长悬挂处理，则需要使用减振镗杆进行内孔车削。钢制减振镗杆可用于处理直径为10倍悬挂的孔，而增强型硬质合金减振镗杆可用于处理直径为14倍悬挂的孔。一般地，对于切槽和螺纹切削，可以采用较低的悬挂。另外，所有机床的机构自身振动特性都是不同的，因此，在相同的切削加工下，由于机床本身的特性不同，所以它们在不同频率点上会发生振动。因此，开发能够在尽可能大的频率范围内正常运行的减振标准工具非常重要。

孔径

在采取减震措施时，所使用的孔径和镗杆直径会有很大的变化。标准的工具系统的加工直径范围是10至250毫米，而订制剪刃产品的可覆盖直径更大。

减振镗杆在内孔车削中的使用有三个原因：一是为了保持小公差和良好的表面质量；二是通过最少的切削次数来缩短加工时间；三是为了采用具有竞争力且经济的加工速率。在这种情况下，生产效率和安全性是至关重要的，因为许多零件的加工制造过程非常竞争激烈。

目前，利用内孔车削时同时使用镗杆和切削头的组合对加工效果十分有益。对于孔径小于20mm的小直径加工，可以选择T形和D型两种刀片类型来进行优化，在公差范围很小和加工硬件件时非常有效。而对于孔径大于等于20mm的情况，可以使用可互换式切削头，其具备较高的灵活性和安全性，并且剪刃装夹也非常方便。

内孔车削过程中，采用高压冷却技术显得尤为重要。可以在剪刃后部设置冷却液喷嘴，并将其用于改善切屑控制和排出，以便在机床上充分利用冷却液设备。带有固定喷嘴的刀杆能够确保精确喷射冷却液到切削区域，提高断屑效率，并将断屑排出孔外并传输到传送带上。在车削中心中使用快换刀杆系统，该系统通常具有高压冷却水的供给喷嘴，方便使用高压冷却水将铁屑吹离加工区域。这些设备使用内置式接头和供液管，但必须使用外接管道时，更换剪刃需要较长时间。使用优化的切削单元，配备预置的固定喷嘴，可减少机床的组装时间。

正确的内孔车削方法可以显著影响加工性能、安全性和加工结果。例如，使用山特维克可乐满的三次走刀法，编程部分包括将直径设置为比要求直径大。相比于需要花费三十分钟以上反复加工以获得小公差范围的精加工，山特维克可乐满的内孔车削只需不到五分钟即可完成，具有明显的优势。这是因为该方法能够排除由于小切深试探加工产生的不确定性，从而大大缩短了加工时间。

由于切削刃无法正确地参与切削过程，并且测量过程中需要多次停顿，因此生产效率低下、切削过程不稳定可能会导致孔的加工精度受损。这种加工方法可以将正确的切削次数降到最低，适用于内孔车削时超出3~4倍直径范围的情况。当剪刃直径大于等于13毫米时，该方法适用于各种材料类型，并且可以使用正常的或推荐的切削参数。

目前所采用的方法与之前截然不同，它是解决加工过程振动问题的一种负面影响。尽管问题的解决仍然需要应用合适的剪刃，但我们更加关注的是生产效率、加工安全性以及质量的一致性的提高。

通过增加系统的刚性或使用减振工具来提高系统的减振能力，以此来改善系统的整体稳定性。使用符合ISO标准的优质稳定刀柄系统，如可乐满Capto接口，对系统的各个部分不会产生任何影响。机床的固有频率也是系统稳定性的一个重要因素。为了实现全面的优化，可以考虑改进机床的不同结构，以提高整体稳定性。

直径的内孔车削。

具备CaptoC10接口的大镗杆，可与可乐满系统兼容。它适用于孔径超过100mm，并且悬伸长度可达其直径的10倍的内孔车削。在高金属去除率的情况下，它能够高效地加工出高质量的孔。而且，它还具有快速换装的功能，能够快速方便地安装和拆卸镗杆，保证了高精度的操作。这款大镗杆主要用于平面车床，并能够在大型车削中心上进行相对较大直径的内孔车削。