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数控车床在不稳定工况下的切削加工 及先进刀具几何形状对降低切削力的影响

发布时间:2025-06-23 | 来源: | 作者:
  在不稳定工况下加工几何形状复杂的工件时,制造商会面临重大挑战:加工表面质量下降,加工效率降低,刀具磨损加剧,刀具寿命缩短,甚至导致刀具破损。本文综述ISCAR针对不稳定工况下的切削加工所面临的挑战及最新解决方案。

       一、不稳定工况下的切削加工挑战

      材料在去除过程中产生的切削力,会影响薄壁件、高长径比工件或非均质材料工件加工稳定性,这些切削力可能导致以下问题:

      ➤ 振动与工件变形:干扰切削过程稳定性。

      ➤ 刀具过早磨损:造成刀具异常运动,加剧损耗。

      ➤ 表面质量与尺寸精度下降:会产生不合格工件。

   二、ISCAR创新解决方案

      作为IMC集团旗下成员,ISCAR等领先刀具制造商已开发出独特的刀片几何设计,可有效降低切削力并提升加工稳定性。

      LOGIQ-4-TURN刀片


      ISCAR的LOGIQ-4-TURN刀片技术特点:

      ➤ 配置4个有效切削刃,显著延长刀片使用寿命,提高刀片利用率。

      ➤ 采用正前角设计,有效降低切削力。

      ➤ 经优化的几何构型可有效减振,即使在不稳定工况下仍能显著提升加工稳定性。

      ➤ LOGIQ-4-TURN刀片可完美替代常见的CNMG负角刀片。

      (图1)
      与CNMG刀片不同,其正前角几何设计能有效降低切削力和振动,即使在严苛的加工条件下也能提供更出色的稳定性与表面粗糙度。

      LOGIQ-6-TURN刀片

      基于这一理念,ISCAR进一步推出LOGIQ-6-TURN创新刀片——这款智能三角形刀片配备六个正前角切削刃,为不稳定工件加工提供了更完善的减振解决方案。

      (图2)
      该刀片的核心优势在于完全兼容标准TNMG刀片刀杆,用户无需更换现有刀柄即可直接升级。通过先进的几何构型设计确保切削过程平稳。

      LOGIQ-6-TURN刀片具有三大技术优势:

      ➤ 切削力降低。

      ➤ 工艺稳定性提升。

      ➤ 表面质量改善。

      (图3)
      其六刃口设计与卓越性能的完美结合,使该刀片成为以下应用场景的理想选择:工件加工时易产生震动,机床输出功率扭矩等偏低,加工工况受限于加工系统刚性。

   抗振系统——Whisper Line系列

     针对不稳定工况加工的又一创新解决方案是ISCAR专利的Whisper Line减振刀柄系统。

      (图4)
  
      其专有技术可实现:

      ➤ 即使在大悬伸量工况下仍保持稳定切削。

      ➤ 有效抑制颤振。

      ➤ 即使在低工艺刚性不足工况下,也能提升表面粗糙度与尺寸精度。

      通过使用Whisper Line系列刀柄,制造商能够显著提升不稳定工况下的加工性能,从而提高生产效率并延长刀具使用寿命。

   冷却技术与工艺优化

      除先进几何结构和抗振系统外,集成于刀具内部的异形冷却通道对实现切削区精准冷却至关重要。高效冷却可显著降低切削温度并抑制工件变形。通过优化切削速度、切深及进给率等关键参数,并配合实时监控系统快速响应工况变化,构建稳定可靠的加工过程。

    三、破局加工难题

      在不稳定工况下进行工件加工是制造业面临的重大挑战。然而,通过采用ISCAR LOGIQ-4-TURN等创新刀具、Whisper Line减振刀柄、创新型冷却系统及动态工艺优化等先进技术方案,制造商能够实现卓越的表面粗糙度、刀具寿命和加工稳定性,最终提升生产效率和工件质量。
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