用 Y 轴加工切断

近几十年来的制造大趋势之一是简化和最小化生产特定组件所需的加工设置数量。市场要求缩短交货时间并减少库存，这为 OEM 制造了明显的动力，甚至可能更促使其供应商寻找尽可能简化组件生产的方法。

给定零件的盈利能力甚至可能取决于在一台机器中组合多个设置的能力。

单一设置趋势的一个方面是向车削中心添加“动态工具”或旋转工具。为了做到这一点，1990 年代后期引入了 Y 轴车铣床。车削中心的第一个简单类型的动力工具有很大的局限性。由于旋转刀具在大多数机器设计中只是简单地添加到转塔中，因此它们只能在与车削刀具相同的两个运动轴上驱动，换句话说，在 X 轴和 Z 轴上。为了提高范围，增加了一组额外的方法来将活动工具移动到主轴面上。这是通过将动力工具安装在左轮手枪侧面或正面，通过将 Y 轴导轨安装在倾斜的床上，或使用独立的铣头来实现的。机床制造商和制造商很快就认识到了这种方法的好处。现在，大约 20 年后，Y 轴已成为几乎所有多任务机床的标准配置，并成为许多新型车削中心的可选配置。

将 Y 轴添加到车削中心可在三个线性轴之间提供 90 度角，这与 3 轴加工中心非常相似。

分离操作中的挑战

切断是任何需要的车削过程中的关键阶段。它只占总切削时间的一小部分，但通常是零件完成前的最后一道工序。分型工具的破损很容易导致机器停机和质量问题，在最坏的情况下，工件可能不得不报废，并且在之前的工作阶段增加的所有价值都将丢失。材料成本是另一个主要因素。尤其是在加工昂贵的材料时，例如耐热超合金 (HRSA)，有强烈的动机使用尽可能窄的刀片。

这些因素导致了对切断工具的两个截然相反的要求：它们应该尽可能窄和细长，以最大限度地减少材料损失并优化工具的最大工作直径的范围。然而，细长​​的工具很容易受到稳定性差的影响，从而受到振动和噪音的影响。由颤动破坏的表面光洁度和尺寸公差通常是分型操作中不可接受的风险。虽然 Y 轴极大地拓宽了在多任务机床和车削中心中使用旋转刀具的可能性，但现在这种能力已经激发了这些机床类型的原始任务之一的重大创新：Y 轴分型。

这种新的切断工具和方法在潜在的任何切断操作中都提供了显着的生产力和过程安全性改进。山特维克可乐满 Y 轴分型的创新基于一个极其简单的原理。传统的切断工具与机床的 X 轴对齐，而 Y 轴工具只需逆时针旋转 90° 即可与 Y 轴对齐。在传统的分型刀具配置中，相对细长的切削刀片和刀柄以90°角进给旋转的工件，切削速度产生最大的切削力，其余由进给运动产生。

Y轴分型的好处

通过将刀尖座旋转 90 度并利用 Y 轴，该工具可以基本上通过其前端切入工件，这几乎使产生的切削力矢量与刀片的纵向轴线对齐。更有利的力分布消除了传统刀片的典型临界应力，并将最大切削深度 (CDX) 为 60 毫米（2.36 英寸）时的抗弯刚度提高了 六倍 .或者相反，塑性变形和不稳定的敏感性低至 六分之一 在 Y 轴设计中，与传统切断刀片的典型变形相比。超过 500% 的增幅 刀片刚度允许显着更高的进给率和更长的悬伸而不会损失稳定性，从而在同等程度上提高了刀具的生产率。切断棒材的一般建议是尽量减少悬伸 (OH)，或者在长 OH 时，使用轻型切削槽型或减少进给量。减少进给的常见阈值是超过 1.5 倍叶片高度的 OH。使用 Y 轴刀具，可以实现更长的悬伸，而不会满足于低于最佳进给率、切削几何形状或刀具尺寸。

由于增加了刚度并因此减少了弯曲，Y 轴工具可以消除对偏心设置的需要，并防止相关的缺点，例如在推过中心时刀片过早断裂和快速后刀面磨损。其他好处包括更低的噪音水平、更好的表面光洁度和更可靠的工艺，以及能够切割比目前更大的直径。

Y 轴分型的机器特定方面

车削中心： 通常用于从棒料进行大规模生产，通常直径为 65 毫米（2.56 英寸）。在这种类型的加工中，Y轴分型的最大好处是提高了生产率和表面质量。质量优化的机会也很有趣，因为分离通常是组件的最后阶段。另一个机会是通过减小分型宽度来提高加工经济性。

多任务机器： Y 轴切断刀片主要为更大直径提供更高的可访问性和能力。预测试确认增加了 50% 以刀片的最大进给能力切削传统的 120 毫米直径棒材时的悬伸。 生产力提高 300% 在没有过程安全并发症的情况下实现。在客户测试案例中，Y 轴分型成功地替代了带锯切用于直径为 180 毫米的铬镍铁合金棒，由于加工时间显着缩短，从而显着提高了生产率。

斜床： 通常，X 轴会形成一个向机器前部倾斜的“上坡”，主轴位于斜床的一侧或两侧，并且 X 轴行程通常比 Y 轴行程长得多。在考虑特定组件的 Y 轴分型的可用性时，必须考虑由此产生的工作空间限制。在多任务机床（本质上可以描述为具有车削选项的加工中心）中，典型的刀具组件，例如 Coromant Capto® C6 或 HSK63T 刀片适配器通常相对较长，以使主卡盘和副卡盘之间有足够的距离。正因为如此，与 Y 轴负载相比，X 方向的总体设置较弱，在 Y 轴负载中，切削力被引导到刀具组件和机床主轴中。典型的 Y 轴工具组件，通常基于 VDI 适配器或用于机器适配夹紧单元 (MACU) 的螺栓固定式刀片适配器，长而细长，可以到达主卡盘和副卡盘之间，并允许在接近夹头。

开始

对 Y 轴分型的投资首先是对分型操作方法和相关工作方式的改变。它提供了一种更充分利用已配备 Y 轴的机器功能的方法。或者，它是一个选项，可以显着提高新机器或修改后的工艺设置中的分型操作的生产率。 Y 轴分型甚至可以提供减少刀具库存的机会，因为新的 Y 轴刀片适合标准适配器并使用标准 CoroCut® QD 刀片，因此对专用刀片的需求较少 .

作为实际考虑，应注意当安装在标准刀片适配器上时，切削刃在 Y =0 位置上方 7 毫米（0.276 英寸）。操作者应确保此突起在 CNC 程序中偏移。

观看 Y 轴幕后和演示 Y 轴。