在
金屬切削過程中，諧振產(chǎn)生的具有衍生能力的振動(dòng)和震顫，卻導(dǎo)致零件表面加工質(zhì)量降低、返修，甚至可能使工件報(bào)廢。
借助幾何尺寸可變的
立銑刀，能夠減少這種震顫。盡管這類刀具常常被稱為“可變螺旋角刀具”，但已是一種更廣義的概念。
可變螺旋立
銑刀有兩種基本的設(shè)計(jì)，一種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是不相等(或不同)的螺旋角沿每一
切削刃長度是相同的,而另一種設(shè)計(jì)是沿著切削刃的長度，其螺旋角是廣泛可調(diào)的。例如，一把刀具前刀面的螺旋角是30°，中間某點(diǎn)的角度是37.5°，而后刀面的螺旋角可達(dá)到45°。螺旋角也同樣可以從37°開始變化到30°。“在切削過程中，刀具會(huì)受到阻尼的影響，這是由于立銑刀在以不同角度沿同一螺旋線進(jìn)行切削。”Benchmark硬質(zhì)
合金公司總裁PaulSt.Louis解釋道。
Melin工具公司車間主任BobSrail先生補(bǔ)充說，只要工具制造商生產(chǎn)的刀具和工具
磨床能夠加工，銑刀的螺旋角就能在較大的范圍內(nèi)變化。“大多數(shù)
機(jī)床都能夠勝任對任何螺旋角的磨削”。
這兩種立銑刀都有不相同的螺旋槽間距(或不同的齒距)，因此能夠產(chǎn)生一個(gè)不同相位(異相)的切削運(yùn)動(dòng)從而阻止諧振的產(chǎn)生。例如，一把4槽立銑刀(或可變位的立銑刀)的齒距，在第1、2凹槽間為89°，2、3凹槽間為91°，以此類推，最終加起來等于360°。
“通常當(dāng)用一把普通立銑刀加工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生持續(xù)不斷的諧波振動(dòng)，這是以銑刀螺旋角相同、切削刃平均分配為前提的。”SGS工具公司執(zhí)行副總裁JeffBurton先生指出，“任何可以干擾諧波的行為都能減低由此而產(chǎn)生的震顫。”SGS工具公司聲稱，通過將諧波振動(dòng)最小化，Z-Carb整體硬質(zhì)合金立銑刀(外形不變但螺旋角可變)可使材料切除率最大化。
在Niagara刀具公司技術(shù)主管DennisNoland先生看來，NY基礎(chǔ)公司開發(fā)的正在申請專利的旋轉(zhuǎn)刀具能使情況得到改善。該設(shè)計(jì)通過對刀具產(chǎn)生的聲音模式的特別選擇，對“可變立銑刀”的概念進(jìn)行了改進(jìn)。不僅改變了排屑槽間的分度和螺旋線，同時(shí)也改變了前刀面傾角和退刀槽。因此，每個(gè)槽的切削刃都與其它的不同，每個(gè)槽的導(dǎo)程也不相同。“一般而言，對于一套給定幾何尺寸的立銑刀，當(dāng)你從各個(gè)方向觀察時(shí)，其螺旋角的變化不能超過5°的范圍,否則將會(huì)產(chǎn)生
穩(wěn)定性方面的問題。”由此而來的結(jié)果是一把刀具的各個(gè)切削刃在與工件表面接觸并沿工件表面移動(dòng)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生清晰的聲音模式。“由于切削刃會(huì)產(chǎn)生不同的聲音模式，因此發(fā)生諧振的潛在危險(xiǎn)可能就被忽略了。”盡管Niagara公司的可變螺旋角立銑刀沿每一條切削刃都有相同的幾何特征，但對每條切削刃而言，仍可能產(chǎn)生前角、退刀槽、螺旋線、甚至從前刀面到后刀面的完全改變。在用這種銑刀加工工件時(shí)，刀具將不斷改變其聲音模式，“對此，我們尚未完成研究，”他說，“這涉及到大量很復(fù)雜的試驗(yàn)操作程序。”在加工高溫、高
強(qiáng)度合金材料時(shí)，Niagara刀具公司的StabilizerHT立銑刀不同的齒距、前角、退刀槽、螺旋線可以有效地減輕加工中的振顫。
VRK公司正在申請專利的SilentPitch3槽、4槽和5槽立銑刀具有偏置的槽型及可變螺旋角，并且每把立銑刀只有兩條相同的螺旋線。
可變的幾何尺寸使立銑刀能“幾乎無振顫地切削，并且以幾乎接近粗加工的速度來完成精加工。”
3-D模擬軟件
如果不是磨床3-D模擬軟件的出現(xiàn)，要改變立銑刀的螺旋角是不可能的。在刃磨這種立銑刀時(shí)，如果不借助模擬裝置，就會(huì)損壞數(shù)以百計(jì)的刀具和大量的砂輪。這種能使很多設(shè)計(jì)變化在幾分鐘內(nèi)完成的模擬裝置還能使更多的工作在辦公室里完成，而不用把時(shí)間耗費(fèi)在生產(chǎn)車間。過去磨一把直徑1/2″的立銑刀需耗時(shí)15min，而現(xiàn)在通過模擬裝置只需2～3min。?
但模擬軟件及可以磨削可變螺旋角銑刀的磨床會(huì)導(dǎo)致這類刀具的很多終端用戶無法修磨現(xiàn)有的舊銑刀。而把刀具寄回給制造商進(jìn)行重銳同樣也不是辦法。對此，JeffDavis（Harvey工具公司技術(shù)副總）說：“我們公司并不是一個(gè)真正意義上的刀具修磨廠商。我們的刀具價(jià)格足夠低，具有相當(dāng)競爭力，因此與舊刀重銳相比，買一把新刀具也許是更好的選擇。”
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