伊斯卡變形金剛銑刀最新進(jìn)展
2022-12-5 來源：伊斯卡 作者：技術(shù)經(jīng)理 Andrei Petrilin
前言
早在本世紀(jì)初，伊斯卡可換刀頭式變形金剛（MULTI-MASTER）系列銑刀的推出就在切削刀具發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。盡管夾持可換刀頭的裝配式刀具早在伊斯卡變形金剛立銑刀系列之前就已為人所知，但變形金剛（MULTI-MASTER）是一款扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)觀念的產(chǎn)品，以至于改變了相似夾持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。
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連接螺紋
在變形金剛產(chǎn)品系列中，刀頭經(jīng)由螺紋牢靠地連接至刀桿上。相比于高速鋼，硬質(zhì)合金是硬度非常高且耐磨性高的材料，但其抗沖擊性能較低。對(duì)于帶螺紋的硬質(zhì)合金件而言，螺紋連接處正是應(yīng)力集中處，而這對(duì)于刀具性能有較大影響，尤其是在載荷的反復(fù)沖擊下作業(yè)中。夾持可換硬質(zhì)合金刀頭的旋轉(zhuǎn)刀具，典型的刀頭直徑范圍為6-25 mm (.25"-1.00"英寸)，銑刀直徑相對(duì)較小，對(duì)連接螺紋直徑及螺紋廓形的高度有所制約。
以上幾點(diǎn)使得采用標(biāo)準(zhǔn)螺紋作為連接螺紋是不合適的，甚至螺紋連接是否可以作為刀頭連接螺紋都是令人懷疑的，我們需要一種特殊的螺紋形狀以使得連接技術(shù)更規(guī)范。幸運(yùn)的是，變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）基于特別設(shè)計(jì)的螺紋廓形，打消了所有的疑慮，它的成功使得人們對(duì)普適的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范生出新的認(rèn)識(shí)。此后不久，幾乎所有的刀具制造商都開發(fā)了自己的螺紋系統(tǒng)，用于夾持螺紋連接式可換硬質(zhì)合金刀頭的旋轉(zhuǎn)刀具。（圖1）
圖1 特殊的螺紋廓形有利于MULTI-MASTER系列的可靠性和魯棒性
特點(diǎn)
硬質(zhì)合金可換刀頭的刀具具有顯著的優(yōu)勢(shì)，這些刀具展示出令人印象深刻的多功能性，使得能合理利用硬質(zhì)合金，且刀頭的更換易于操作。人們經(jīng)常問及，變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）的成功秘訣是什么，有哪些特點(diǎn)確保其不僅廣受歡迎，且刀具壽命高。
除卻上述提及的夾持螺紋連接式可換刀頭的出色優(yōu)點(diǎn)外，變形金剛立銑刀以其面接觸設(shè)計(jì)理念確保實(shí)現(xiàn)高重復(fù)定位精度。這一概念使得在更換磨損失效刀頭后確保能實(shí)施“無需對(duì)刀”這一原則。安裝刀頭后無需額外的調(diào)整操作，且無需從機(jī)床上移除刀具即可在機(jī)更換刀頭。
變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）的另一個(gè)獨(dú)特之處在于它有種類繁多的刀頭，涵蓋了銑削、孔加工、雕刻加工和齒輪加工等廣泛的加工應(yīng)用。 在銑削作業(yè)中，這些刀頭能覆蓋方肩銑、面銑、3D曲面銑、倒角銑、型腔銑和挖槽、槽銑、溝槽銑、螺紋加工，以及高速銑和大進(jìn)給銑削加工方式。 而在孔加工作業(yè)中，則包括中心鉆、點(diǎn)鉆、沉孔加工，等等。
伊斯卡的銑刀頭分兩種，一種是由圓柱毛坯磨制出的刀頭，另一種是壓制燒結(jié)成型的刀頭，可根據(jù)需求選擇，再加上與應(yīng)用廣泛的刀桿、接柄及縮徑桿的組合，顯著簡化了為各金屬切削作業(yè)匹配上最佳刀具配置的過程。除此以外，該系列及其產(chǎn)品可選擇非標(biāo)定制，這種結(jié)構(gòu)也讓刀具定制變得更加容易。所有這些都使得強(qiáng)大的變形金剛立銑刀系列不僅成為提高生產(chǎn)率，削減生產(chǎn)成本的有力工具，而且確保能長期滿足用戶的需求。
應(yīng)用
伊斯卡推出全新螺紋接口T12，用于直徑為32mm（1.25"英寸）的立銑刀，開創(chuàng)了新的應(yīng)用前景。 盡管這一直徑的整體硬質(zhì)合金銑刀因其成本高企而不常見，但仍有一些工業(yè)領(lǐng)域需要這種刀具，例如航空航天。
新增6齒立銑刀頭用于航空工業(yè)。直徑為8-25 mm（0.315"-1.00"英寸），用于加工鈦合金，包括難加工的β鈦合金和近β鈦合金，特別是應(yīng)用于擺線銑方式加工。這些刀頭的特點(diǎn)是將不同的螺旋角和不等齒距相結(jié)合，以提高防振穩(wěn)定性。
根據(jù)新的市場(chǎng)需求，變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）增補(bǔ)了相適的刀頭，并成功地被客戶采用，特別是在航空航天工業(yè)、醫(yī)療器械工業(yè)和模具工業(yè)。
五軸數(shù)控機(jī)床的發(fā)展為銑削復(fù)雜的三維形狀帶來了新的高效加工策略。這增加了對(duì)具有特定幾何形狀的切削刀具的需求，即鼓形銑刀。
可更換刀頭的組件提供了一個(gè)更具成本效益的解決方案，伊斯卡對(duì)其新的發(fā)展前景充滿信心。值得注意的是，在伊斯卡推出的該系列產(chǎn)品中，有一種5齒立銑刀頭，具有不等螺旋角，專門用于加工難加工的鈦合金和高溫合金（ISO S材料組的加工應(yīng)用）。該刀頭的刀尖圓角半徑為4 mm和5 mm（0.120"，0.250"，0.375"英寸），對(duì)應(yīng)于飛機(jī)零件生產(chǎn)的典型特征。
一個(gè)典型的飛機(jī)沉頭螺釘需要打一個(gè)100°夾角的沉頭螺釘孔；鉚接時(shí)也經(jīng)常需要同樣的角度。變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）提供了一個(gè)合適的解決方案，其新開發(fā)的兩齒沉頭螺釘加工刀頭帶有100°的夾角，其直徑為9.525-19.05 mm（0.375"-0.750"英寸）。該刀頭也適用于倒角和點(diǎn)鉆加工。（圖2）
圖2 帶100°夾角的沉頭螺釘孔加工刀頭通常用于制造飛機(jī)零件
在孔加工方面，最近推出的高精度平底鉆頭不僅適用于鋼件、不銹鋼件和鑄鐵件（ISO P和ISO K材料組加工應(yīng)用）的淺孔鉆加工作業(yè)，而且還能直接鉆削斜面。鉆頭的直徑公差符合精度等級(jí)h7，而鉆頭的鉆孔能力則擴(kuò)展到直徑的1.2倍。（圖3）
圖3 平底刀頭高效鉆削傾斜面
最近升級(jí)的變形金剛（MULTI-MASTER）溝槽銑刀頭的新型夾持方式符合伊斯卡一貫的設(shè)計(jì)理念 "更易于操作"。在銑刀頭設(shè)計(jì)中加入了內(nèi)六角梅花的TORX凹槽，可以采用伊斯卡的定扭矩扳手或可調(diào)式扭矩扳手固定銑刀頭，實(shí)現(xiàn)可靠的夾緊。
變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）的另一優(yōu)點(diǎn)是，其刀頭在生產(chǎn)制造特殊形狀（輪廓）方面非常出色。該系列包含幾種由非涂層硬質(zhì)合金制成的帶螺紋接口的毛坯，用于非標(biāo)定制產(chǎn)品。不久前，新增的盤式半精銑刀頭擴(kuò)展了可用毛坯的適用范圍，能成功地用于槽銑、溝槽銑、螺紋銑、花鍵等加工應(yīng)用的定制解決方案。（圖4）
圖4 盤式銑刀頭毛坯為槽銑和溝槽銑提供了理想的定制方案。頂面的內(nèi)六角梅花凹槽適用于采用TORX梅花扳手，其扭矩可控，夾持可靠
上述案例不僅闡明了夾持可換式硬質(zhì)合金刀頭的領(lǐng)先銑刀系統(tǒng)的發(fā)展方向，而且清楚地展示出開發(fā)和改進(jìn)系統(tǒng)能力的源泉遠(yuǎn)未窮盡。
結(jié)語
現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需求帶來了越來越多的需求，并開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域，需要有合適的刀具來應(yīng)對(duì)。伊斯卡變形金剛立銑刀（MULTI-MASTER）經(jīng)過歷史沿革以可更換刀頭的高通用性來達(dá)成，并突顯出其能夠滿足不斷增長的工業(yè)需求。
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