從設(shè)計(jì)角度，為滿足客戶螺紋銑刀應(yīng)用需要，有許多因需要考慮以決定螺紋銑刀最佳設(shè)計(jì)，機(jī)夾式，整體硬質(zhì)合金直槽螺紋銑刀，整體硬質(zhì)合金螺旋槽螺紋銑刀�，F(xiàn)在，問(wèn)題是從當(dāng)前設(shè)計(jì)/生產(chǎn)中，哪一種是最適合您的應(yīng)用場(chǎng)合，最具有加工成本優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)效率最高。 本文目的，我們不討論關(guān)于上面的應(yīng)用選擇問(wèn)題，假設(shè)客戶已經(jīng)選擇并認(rèn)為，對(duì)客戶的應(yīng)用場(chǎng)合，機(jī)夾刀片式螺紋銑刀是最有效率的。本文的目的是討論為滿足客戶的應(yīng)用，哪些是機(jī)夾式螺紋銑刀的重要設(shè)計(jì)要素。
當(dāng)然，降低加工成本，提高生產(chǎn)效率是客戶所要求的。對(duì)于客戶具體應(yīng)用，需要多長(zhǎng)加工時(shí)間，從刀具方面，可達(dá)到的加工時(shí)間建議，螺紋加工表面質(zhì)量是否很重要？用這把螺紋銑刀在零件上加工多少個(gè)螺紋孔，零件材料是什么？刀具費(fèi)用是多少及使用時(shí)間？
也許最便宜的刀具并不是加工成本最低和效率最高的，客戶當(dāng)前所用的刀具也并不是對(duì)最適合客戶應(yīng)用場(chǎng)合最優(yōu)化的刀具。
所有上述因素將是高生產(chǎn)率的部分定義因素，通用行是 “可應(yīng)用于許多場(chǎng)合”，專用性 “針對(duì)特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，任務(wù)或目的”。我們?yōu)榫唧w需求而評(píng)估螺紋銑刀，即評(píng)估哪一特性具有優(yōu)先性——通用性還是專用性？這把刀具僅適合此應(yīng)用或其它應(yīng)用？或此應(yīng)用場(chǎng)合需要我們使用更優(yōu)化設(shè)計(jì)的專門(mén)刀具？
根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，為了設(shè)計(jì)出最好的螺紋銑刀，我們應(yīng)考慮什么是刀具主要設(shè)計(jì)因素？
要加工的螺紋直徑和螺紋銑刀直徑的關(guān)聯(lián)性。
螺紋標(biāo)準(zhǔn)形狀——我們要加工的螺紋標(biāo)準(zhǔn)形狀，包括螺距/導(dǎo)程和螺紋長(zhǎng)度。
生產(chǎn)要求——每天/月/年要加工的螺紋數(shù)量。
要加工螺紋的零件材料。
螺紋銑刀的排屑槽數(shù)/安裝刀片的刀片槽/安裝的刀片數(shù)量
刀片的剛性設(shè)計(jì)/夾持刀片的剛性
中心冷卻能力及何種冷卻液的穿透能力，是直接穿透刀體，還是設(shè)計(jì)在派屑槽處？
機(jī)夾螺紋銑刀的刀體直徑
刀體直徑的確定影響刀具的通用性，同時(shí)也影響對(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)合時(shí)刀體的剛性。我們可以選擇非常小的刀體直徑，它可以適合很多具體應(yīng)用場(chǎng)合，但對(duì)于將來(lái)，大直徑螺紋的加工應(yīng)用場(chǎng)合，我們可以采取大直徑的刀體，可優(yōu)化加工參數(shù)，提高生產(chǎn)率。另一方面,對(duì)于螺紋銑刀，在編程中的每分鐘轉(zhuǎn)速，是根據(jù)刀片材質(zhì)/涂層的允許線速度來(lái)決定的，刀體直徑小，刀具轉(zhuǎn)速就高，相反，刀體直徑大，刀具轉(zhuǎn)速就低。螺紋形狀及標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)要求和加工螺紋的材料
這些因素關(guān)系到刀具懸長(zhǎng) “系統(tǒng)”——所有設(shè)計(jì)因素，一般來(lái)講，越“通用性”的設(shè)計(jì)，將可適用更多的螺紋標(biāo)準(zhǔn)，形狀和被加工材料，加工時(shí)間將增長(zhǎng)，越“專用”的設(shè)計(jì)，對(duì)具體應(yīng)用則越好。
排屑槽數(shù)/刀片數(shù)
螺紋銑刀的進(jìn)給計(jì)算單位為毫米/分鐘(mm/min)或英寸/分鐘(In/Min)，此計(jì)算使用轉(zhuǎn)速(r/min)和鐵屑載荷 (每刀片進(jìn)給/每個(gè)排屑槽)。有了轉(zhuǎn)速，鐵屑載荷和排屑槽數(shù)/刀片數(shù)，我們可以計(jì)算進(jìn)給速度，因此，越多排屑槽，總進(jìn)給就越快，其結(jié)果為加工零件的時(shí)間就降低。
舉例說(shuō)明: M20×2.0，中碳鋼，使用刀體為1個(gè)排屑槽/1個(gè)刀片，刀具刃口處直徑為17 mm(0.67")。刀具制造商建議線速度和進(jìn)給量是140m/min(460 ft/min) 和0.15mm/齒 (0.006"/齒)。編程計(jì)算顯示，切削時(shí)間約為10秒，使用2,620r/min的轉(zhuǎn)速和60mm/min(2.34in/min)的進(jìn)給速度。使用兩個(gè)排屑槽/兩刀片的刀具，線速度和單刃進(jìn)給相同，進(jìn)給速度增加到120mm/min(4.68in/min)加工時(shí)間將約為4.7秒——降低50%！
刀片設(shè)計(jì)和夾持方法
簡(jiǎn)單的說(shuō)，刀體的這一部分是需要加工成本最高的地方，在將來(lái)的生產(chǎn)中是主要的影響因素：
刀片厚度——在初始的價(jià)格中是影響成本的最大因素 ，刀片越薄，成本越低，但剛性越差。刀片越厚，當(dāng)然成本就高，但刀片的剛性增加。刀片長(zhǎng)度——越長(zhǎng)，成本越高，但更重要的是刀片長(zhǎng)度將影響生產(chǎn)率。刀體能安裝的刀片數(shù)量——將根據(jù)工作需要來(lái)決定安裝多少刀片——“裝載”刀體上的成本. 刀片裝夾方法——需要具有較好的夾持刀片剛性，同時(shí)保持刀體的整體性。
冷卻液流通能力和通路設(shè)計(jì)
刀體具有內(nèi)冷能力的好處是無(wú)庸質(zhì)疑的。在螺紋銑刀中，刀具是旋轉(zhuǎn)的，刀具的轉(zhuǎn)速 RPM將是很高的 ，高轉(zhuǎn)速中離心力將妨礙外部冷卻液的進(jìn)入，如果冷卻液能通過(guò)刀體中心將對(duì)很多場(chǎng)合的應(yīng)用帶來(lái)好處，如垂直的盲孔. 冷卻液進(jìn)入刀體，將撞擊加工孔的底部，并向上，向外，給刀具提供冷卻，潤(rùn)滑和幫助排屑。對(duì)中心內(nèi)冷設(shè)計(jì)的限制是對(duì)通孔的應(yīng)用場(chǎng)合.因?yàn)槔鋮s液將不能送到我們所需要的地方 – 刀尖.另一個(gè)有影響的應(yīng)用是在臥式加工中心上的工作，由于重力影響，總是把冷卻液拉到孔的下半園。因此，冷卻液的變化，將對(duì)刀具沿孔做圓周運(yùn)動(dòng)有不同的影響�？v上所述，刀具具有通用性和生產(chǎn)效率之間的矛盾，同時(shí)滿足是很困難的，是否有較好的折衷方案？
MiTM——多排屑槽機(jī)夾螺紋銑刀
最近，螺紋加工技術(shù)世界級(jí)領(lǐng)導(dǎo)者之一，以色列瓦格斯公司(Vargus，LTD)已找到了高效螺紋銑刀的設(shè)計(jì)解決方案，并把這一創(chuàng)新產(chǎn)品加入到她本已經(jīng)較長(zhǎng)的螺紋銑刀產(chǎn)品線。 MiTM機(jī)夾螺紋銑刀產(chǎn)品線以多排屑槽，機(jī)夾螺紋銑刀著稱。這一新的產(chǎn)品線刀體.具有一定的通用性，但同時(shí)支持客戶對(duì)高生產(chǎn)率，降低加工成本的要求。
新設(shè)計(jì)的一些特點(diǎn)如下:
每個(gè)刀具有多個(gè)派屑槽，實(shí)現(xiàn)快速切削。
刀體直徑最小 17mm (0.67")
長(zhǎng)的刀片以適應(yīng)深螺紋孔。
刀片兩面可用。
極好的穩(wěn)定性。
通用刀體柄部尺寸。
機(jī)夾刀片式。
兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刀片涂層材質(zhì)，非常適合不銹鋼加工和一般用途
刀體可以安裝多個(gè)刀片或只裝一個(gè)刀片。
冷卻液通過(guò)刀體，從排屑槽處噴出 。
讓我們看看當(dāng)考慮通用性和高效率原則時(shí)，新的機(jī)夾螺紋銑刀家族與上述設(shè)計(jì)元素之間的聯(lián)系. 當(dāng)你看MITH刀體時(shí)——現(xiàn)在，這八個(gè)刀體分成4 組，每一個(gè)都有共同的柄部直徑——25mm或1inch(英寸)。
在這4組里，每一組內(nèi)，有兩個(gè)不同刀體，其最大螺紋加工深度不同。MiTM家族設(shè)計(jì)為獲得最大剛性，但并不限制通用性，因?yàn)槊恳粋�(gè)刀體可適合較大范圍的螺紋加工。同組刀體不同的螺紋加工深度為客戶提供了針對(duì)具體應(yīng)用最穩(wěn)定的刀體. 另外， MiTM產(chǎn)品線提供了最大數(shù)量的排屑槽，使加工進(jìn)給成倍提高。
對(duì)于通用性來(lái)講，并不是所有刀片槽/排屑槽都必須安裝加工刀片，如果在小批量生產(chǎn)中，可裝入一片加工刀片，其它刀片槽裝入 “平衡片”。這些 “平衡片” 可保持刀體加工穩(wěn)定性并可防止鐵屑傷及刀片槽.
這一選擇增加了刀體的通用性，降低了在小批量生產(chǎn)中的刀具成本，但仍保持刀體具有多排屑槽/刀片槽，當(dāng)有大批量生產(chǎn)時(shí)，裝入多個(gè)加工刀片，可實(shí)現(xiàn)高效率的加工。
伴隨著高剛性刀片設(shè)計(jì)，刀體上的刀片槽可能較弱，但MITM刀片是針對(duì)需要設(shè)計(jì)的，所以刀體上的刀片槽 在長(zhǎng)度方向較短，以保持螺紋銑刀刀體有足夠的剛性，同時(shí)，對(duì)刀片增加了厚度，以使硬質(zhì)合金刀片有較好的剛性。厚的刀片可使設(shè)計(jì)工程師在刀片的兩面設(shè)計(jì)螺紋形狀——若在刀片形狀上做出斜度，產(chǎn)生后角，則刀片只能有一個(gè)加工刃口。有兩個(gè)刃口的刀片，客戶加工成本會(huì)分?jǐn)偅瑫r(shí)，刀片強(qiáng)度也增加。
由于刀片厚且強(qiáng)度高，它比采用薄的刀片可設(shè)計(jì)得更長(zhǎng)，這樣，這樣一來(lái)增加了通用性，也更適合較深螺紋的加工。
觀察刀片夾持系統(tǒng)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，MITM采用多螺釘垂直夾緊刀片，把刀片拉入刀片槽，同時(shí)提供了最大的夾持力,并保持了刀體的整體剛性。一個(gè)高剛性的刀體系統(tǒng)，一個(gè)強(qiáng)度較高的刀片，可使刀具使用更大的進(jìn)給，它直接影響到你的加工成本底線——更短的加工時(shí)間和更低的螺紋加工成本。
通過(guò)使用兩種標(biāo)準(zhǔn)刀片材質(zhì)和涂層，刀片庫(kù)存可最小化。并能滿足各種加工要求。 VBX是TiCN涂層，主要用于加工鋼材和通用工作；VTX是TiAlN涂層——此材質(zhì)及涂層具有非常好的抗高溫性能，適合不銹鋼和高溫合金材料的加工。
冷卻液通過(guò)能力——特別是當(dāng)?shù)扼w直徑與被加工的螺紋直徑相差不大 (刀具直徑＞0.7×螺紋直徑)，在螺紋銑削過(guò)程中，鐵屑的排出變成一個(gè)非常重要的因素。正如上面提到，內(nèi)冷在大多數(shù)場(chǎng)合都會(huì)帶來(lái)好處，但在有些情況，可能沒(méi)關(guān)系。如在加工通孔時(shí)，慣穿刀具中心，軸向內(nèi)冷對(duì)加工及排屑一點(diǎn)幫助都沒(méi)有。
新的MiTM產(chǎn)品線提供中心冷卻能力，向排屑槽/刀片斜向噴出——冷卻液正好噴向刀具最需要的地方，刀片切削刃口. 這在螺紋銑削過(guò)程中最大限度地幫助鐵屑排出，提供最大限度的冷卻和潤(rùn)滑，這也使刀具可獲得最大切削線速度和進(jìn)給。
最后，任何螺紋銑削操作將依靠CNC程序,為此，VARGUS公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)界面友好，自動(dòng)編程的輔助系統(tǒng)——“TM GEN，螺紋銑削專家系統(tǒng)”——使螺紋加工更容易。這是一個(gè)非常有用的資源，它不僅能幫助客戶根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合，選擇正確的刀具，并能根據(jù)客戶的應(yīng)用和機(jī)床控制器自動(dòng)生成螺紋銑削的CNC程序，螺紋銑刀越容易使用，客戶越能獲得滿意的加工結(jié)果，因此實(shí)現(xiàn)了雙贏。
正如你已經(jīng)知道或從文章中學(xué)習(xí)到，刀具通用性和高效性在很多場(chǎng)合是相互矛盾的。最主要的是你要發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的供應(yīng)商，它不僅有很多產(chǎn)品可以滿足當(dāng)前需求，但同時(shí)也為你未來(lái)的需求提供了更多的選擇。
