中國機床工具工業(yè)協(xié)會工具分會秘書處 楊曉執(zhí)筆
第十五屆中國國際機床展覽(CIMT2017)刀具展品綜述
中國機床工具工業(yè)協(xié)會工具分會秘書處 楊曉執(zhí)筆
由中國機床工具工業(yè)協(xié)會主辦的第十五屆中國國際機床展覽會(CIMT2017)于2017年4月17~22日在北京中國國際展覽中心(新館)舉行,來自國內(nèi)外的眾多刀具生產(chǎn)廠商參加了本次展會。國內(nèi)刀具展商主要有株洲鉆石、上工、工研所、哈量、成量、哈一工、漢江工具、廈門金鷺、恒鋒工具、鄭州鉆石、蘇州阿諾、大連遠東、重慶工具、無錫方寸、森泰英格、成都邦普、成都成林、江鎢、株洲華銳、大連富士、松德、株洲歐科億、蘇州銻瑪、成都美奢銳、贛州澳克泰等100多家;國外著名工具制造商山特維克可樂滿、伊斯卡、三菱、瓦爾特、特固克、鈷領(lǐng)、瑪帕、歐仕機、威迪亞、號恩、多馬、埃莫克法蘭肯、藍幟、泰珂洛、翰默、京瓷、格林菲爾德、元素六等上百家展商均攜精品參展。本次展會在總體規(guī)劃上繼續(xù)按專業(yè)化布局,在工具展品領(lǐng)域國內(nèi)外展商同臺競技,觀眾按專業(yè)參觀選購。工具展區(qū)境內(nèi)外參展商展出的刀具創(chuàng)新產(chǎn)品,吸引了大量的專業(yè)觀眾和采購商。
本文僅就本屆展會工具展區(qū)內(nèi)的重點刀具新品和技術(shù)發(fā)展作如下綜述。
株洲鉆石這次在CIMT展會就車削加工推出了一系列新的切削材料和幾何槽型,構(gòu)成了其全新構(gòu)架的車刀系統(tǒng)。
圖1 株鉆YB6315的基體與涂層
株洲鉆石展出的新的鋼件車削材質(zhì)YB6315外觀為金黃色,集全新基體(見圖1左)、超精細梯度涂層(見圖1右)、晶核預(yù)植技術(shù)、雙氧梯度過渡技術(shù)、表面金色涂層及超平滑的刃口處理等多項新技術(shù)于一身,能夠較大地提高其車刀片材質(zhì)的技術(shù)水平,適應(yīng)國內(nèi)外客戶高效率和高效益的多方位需求。
圖2則是株洲鉆石加工鑄鐵的新材質(zhì)YB7305,它也采用了全新基體、超厚的細晶Al2O3涂層加超細晶TiCN涂層和超平滑表面,在鑄鐵加工方面也大大提升了加工能力。全新細晶硬質(zhì)合金基體配合優(yōu)化的燒結(jié)工藝,粘結(jié)相和硬質(zhì)相的優(yōu)化搭配使基體具有更優(yōu)異的耐磨性和抗沖擊性;超厚的細晶Al2O3涂層具有極其突出的高溫性能和耐磨損能力,對于提升鑄鐵加工的切削速度會有十分明顯的作用,適合鑄鐵材料的高速高效切削加工;涂層晶粒進一步細微化、均勻化,綜合性能更加優(yōu)異,大幅提高刀具壽命;表面平滑度提高一倍,降低粘結(jié)等異常損傷,確保穩(wěn)定加工,其特有的銀色標(biāo)識層,具有良好的辨識度。
圖2 株洲鉆石的YB7305材質(zhì)
株洲鉆石還推出了加工不銹鋼類的新材質(zhì)YB9320(見圖3)。它采用了原子重排技術(shù)、高韌性基體與TiAlN基納米多層涂層以及先進的表面處理技術(shù)等多項新技術(shù):通過原子重排技術(shù),實現(xiàn)了不同涂層材料的長程有序排列,達到硬度和韌性的完美匹配,有效解決了多涂層界面的高溫失穩(wěn)問題,改善了涂層的高溫性能;高韌性基體與TiAlN基納米多層涂層運用獨特的離子刻蝕技術(shù),強化了刃口,并改善了涂層與基體之間的結(jié)合強度;先進的表面處理技術(shù)則可優(yōu)化應(yīng)力分布,使綜合性能更佳。
圖3 株洲鉆石的YB9320材質(zhì)
除了材質(zhì),株洲鉆石對各種加工對象的車刀片槽型也進行了更新,圖4就是其中一部分的刀片槽型。左側(cè)的金黃色是加工鋼件的車刀片,材質(zhì)為YB6315槽型包括了粗加工的DR槽型、中等加工的DM槽型和精加工的DF槽型。中間銀灰色的是YB7305材質(zhì),槽型包括了適合連續(xù)加工的TK槽型和適合斷續(xù)加工的TC槽型;右側(cè)古銅色的是YB9320材質(zhì),也有優(yōu)化斷屑的ADF槽型和主要應(yīng)對細長件等易振動工況的AHF槽型。
圖4 株洲鉆石的多種新刀片
泰珂洛展出了燕尾壓緊的車刀MiniForce-Turn(見圖5)。這種車刀雖然是雙面可用的0后角的“負型”結(jié)構(gòu),卻因其特殊的設(shè)計(參見圖上箭頭所指),實際上卻是帶后角的“正型”,鋒利性好很多,尤其在小尺寸的內(nèi)孔車削或仿形車削方面的應(yīng)用方面,具有獨到優(yōu)勢。
圖5 泰珂洛的燕尾壓緊車刀MiniForce-Turn
瓦爾特刀具展出了雙通道高壓內(nèi)冷的車刀(見圖6)。一路高壓冷卻液通過壓板后端進入壓板內(nèi)部,再經(jīng)過壓板內(nèi)部的通道轉(zhuǎn)到壓板前端噴出,其位置緊貼前刀面,方向幾乎與前刀面平行,并通過刀片上專門設(shè)置的溝槽直接噴到切屑與前刀面之間,冷卻效果極佳;類似的,后刀面也有貼緊且?guī)缀跗叫泻蟮睹娴睦鋮s液噴口,會將冷卻液噴到加工表面與后刀面間。這樣前后刀面的加工區(qū)都能得到極有效的冷卻,前刀面處的高壓冷卻還能在斷屑方面有所幫助,起到輔助斷屑的作用。
圖6 瓦爾特雙高壓內(nèi)冷車刀
泰珂洛展出的帶可伸縮噴管的雙通道高壓內(nèi)冷卻系統(tǒng)TungTurn-Jet(見圖7),與上述瓦爾特刀具的產(chǎn)品在功能上幾乎相同。
圖7 泰珂洛雙通道高壓內(nèi)冷卻系統(tǒng)TungTurn-Jet
圖8是瓦爾特刀具的四刃口切槽刀,刀片的定位由后面的圓柱銷釘和下面的平面完成。輪空的切削刃不參與定位夾緊,因此切削刃并不會在定位夾緊中受損。
圖8 瓦爾特刀具4刃切槽刀
泰珂洛切槽刀TetraForce-Cut采用了瓦爾特刀具類似的形狀,但TetraForce-Cut的刀片定位方法卻不一樣(見圖9)。它在刀片斷屑槽的后方設(shè)計了夾緊槽,與刀體上的凸塊相配合來達到定位的目的。同樣,這個方法輪空的切削刃區(qū)域也不參與定位夾緊。
圖9 泰珂洛切槽刀TetraForce-Cut
伊斯卡展出了一種帶減振功能的切槽車刀WHISPERLINE(見圖10)。這種減振切槽刀的刀頭下方安排了一個減振機構(gòu),一對黃色的減振塊通過O型圈安裝在切槽刀桿上,兩個減振塊的中間安排了調(diào)節(jié)螺釘。伊斯卡按懸伸100mm預(yù)設(shè)了阻尼(這適合大部分工況),最終用戶還可以根據(jù)實際需求通過對阻尼塊進行簡單的調(diào)整或微調(diào)使得減振效果更佳。據(jù)介紹,采用懸伸70mm的刀具應(yīng)用于直徑為200mm的工件的切槽加工,加工結(jié)果非常理想;在切槽深度為20mm的應(yīng)用中,帶阻尼模塊防振刀板的刀片壽命4倍于常規(guī)刀具。
圖10 伊斯卡的減振切槽車刀WHISPERLINE
山特維克可樂滿在本屆C I M T上推出了全新的車削概念產(chǎn)品PrimeTurning。用以實現(xiàn)這一概念的車刀產(chǎn)品見圖11。車刀刀片槽的底部安排了凸起的筋條,刀片的底面壓制出了相對應(yīng)的凹槽,這相當(dāng)于在刀片與刀片槽之間安排了幾組定位鍵槽,可與刀片外形一起防止刀片的晃動——這種晃動的可能正是因新的車削概念所帶來的。
圖11 山特維克可樂滿的PrimeTurning車刀結(jié)構(gòu)
在圖12所示的山特維克可樂滿的PrimeTurning車削概念示意圖中,實心的箭頭是其主要切削方向而不是我們通常認(rèn)為的空心箭頭方向(當(dāng)然空心箭頭方向依然可以使用)。由于切削方向的改變,PrimeTurning在沿實心箭頭方向切削時,主偏角比原來類似形狀的車刀大為減小,從而大幅度降低了切屑厚度,使該車刀沿實心箭頭方向進給時可用進給量大為增加。加上它在多刀切削時無需退刀,加工效率能達到非常高的程度。由圖12可見,該車刀的斷屑槽也與常見的斷屑槽不同,這種設(shè)計使之既能沿實心箭頭方向進給,也可以沿空心箭頭方向進給。山特維克可樂滿還為這種車削方法開發(fā)了專用的編程軟件,因為這種多方向的切削中還是有些刀具參數(shù)和刀具軌跡的具體要求。
圖12 山特維克可樂滿的PrimeTurning車削概念示意
U t i l i s刀具公司則展出了一系列適合瑞士式車床加工的刀具MultidecR-CUT,所有刀片簡單更換并且系統(tǒng)具有極高的重復(fù)定位精度(<0.01mm)。因為加工對象主要是小尺寸零件,它的刀片基體使用微米級晶粒度的硬質(zhì)合金,并提供涂層和不涂層的選擇;標(biāo)準(zhǔn)刀片的刀尖圓角提供0(實際是小于0.01mm)、0.03、0.05、0.08、0.15等規(guī)格。該系統(tǒng)也開發(fā)了針對瑞士型車床的內(nèi)冷刀桿。
圖13 Utilis刀具的MultidecR-CUT
瓦爾特刀具在本屆展會上重點介紹了“金虎技術(shù)”。新發(fā)布的金虎技術(shù)是通過超低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)將TiAlN涂覆于銑刀片(見圖14),它擁有5項專利的晶粒優(yōu)化的TiN涂層,具有TiAlN 中鋁含量更高、硬度更高、表面呈壓應(yīng)力不易破損,因此抗后刀面磨損能力、抗崩刃性能以及抗塑形變形能力更好,總體上提高了刀片的性能和穩(wěn)定性。
圖14 瓦爾特刀具的金虎涂層
瓦爾特刀具還展示了“金虎”刀片與該公司之前開發(fā)的大名鼎鼎的“銀虎刀片”的兩組對比照片,直觀反映了新技術(shù)帶來的新變化:第一組是對42CrMo4進行干切之后的磨損對比(見圖15),采用金虎技術(shù)的WKP35G比銀虎WKP35S磨損明顯減少;第二組則是對HT25 0進行濕切之后的磨損對比(見圖16),采用金虎技術(shù)的WKP35G比銀虎技術(shù)的WKP35S刃口完整性更好。
圖15 金虎與銀虎干切42CrMo4磨損對比
圖16 金虎與銀虎濕切HT250刃口對比
圖1 7是泰珂洛展出的TungForce-Rec銑刀,這款銑刀最大的特征是刀片底面呈明顯的V形。泰珂洛介紹說,該銑刀優(yōu)化的刀片定位方式增加了小直徑刀體的芯厚(見圖18);刀片的后刀面成鈍角提高了刃口強度,避免了崩刃的發(fā)生(見圖19);在穿過螺釘孔的橫截面積處提高刀片強度(見圖20);通過采用大螺釘和增加接觸面積提高刀片定位的穩(wěn)定性;刀片底部采用V 型設(shè)計可以在現(xiàn)有刀片尺寸不變的情況下增大定位面積(見圖21)。
圖17 泰珂洛TungForce-Rec銑刀及其刀片
圖18 TungForce-Rec增加小直徑刀體的芯厚
圖19 TungForce-Rec的后刀面成鈍角
圖20 TungForce-Rec螺釘孔的橫截面積對比
圖21 TungForce-Rec增大定位面積
瑪帕展出了一種新的帶刀座銑刀(見圖22),用于銑削鑄鐵和淬硬鋼材質(zhì)工件的平面和臺階。這種銑刀既可以配置帶六個切削刃的HX可轉(zhuǎn)位刀片用于銑平面,也可以配置帶三個切削刃的W型可轉(zhuǎn)位刀片用于銑臺階和銑平面。通過銑刀座的高精度楔塊調(diào)整,可以使端面跳動調(diào)整到μm級精度。
圖22 瑪帕HX刀片銑刀
泰珂洛展出了三種帶不同刀片的槽銑刀(見圖23),刀片分別具有4~6個切削刃(右上使用具有4個切削刃的刀片,其余使用具有6個切削刃的刀片),其中有些刀片還帶有修光刃(右上和下)。
圖23 泰珂洛TungSlot槽銑刀
圖24是藍幟展出的Copy Max 2雙頭可換刀片式仿形銑刀。它帶有二個全功能切削刃:當(dāng)?shù)谝粋€切削刃磨損時,刀片可以轉(zhuǎn)位并重復(fù)使用,且和第一個切削刃具有相同的刀具使用壽命。非使用中的切削刃并不參與定位和夾緊,而是由位于兩側(cè)圓弧刃后方的專門的裝夾定位面來承擔(dān)定位和夾緊,刀片刃口不會被碰傷。
圖24 Copy Max 2雙頭可換刀片式仿形銑刀
泰珂洛展出了形狀獨特的DoTwistBall腰形刀片圓角銑刀(見圖25)。這種銑刀采用獨特的扭曲型圓角刀片,刀片緊固在交錯的表面,矩形和扭曲的定位刀片座結(jié)構(gòu)可以保證刀片不發(fā)生旋轉(zhuǎn),這在圓角銑刀中是少見的。
圖25 泰珂洛DoTwistBall腰形刀片圓角銑刀
圖26是Utilis刀具展出的旋風(fēng)銑MultidecR-Whirling,它不像單刃螺紋車刀需要大量的車削步數(shù),螺紋旋風(fēng)銑可以將外圓車削、螺紋加工及去毛刺工藝簡化為一個工步。多達12個刀片的刀盤可極高地縮短加工時間。
圖26 Utilis刀具的旋風(fēng)銑MultidecR-Whirling
在孔加工方面,泰珂洛DRILLFORCE-MEISTER冠齒鉆頗為引人注目,其特別之處在于其裝夾方式(見圖27)。泰珂洛DRILLFORCE-MEISTER冠齒鉆的刀片采用插入式以提升換刀片的便捷性,而傳統(tǒng)的底部開口方式會影響螺釘夾緊過程中的定位夾緊。泰珂洛借助了偏置的螺釘孔、開口及同樣偏置的V型定位面,使夾緊力偏向一側(cè),從而保證既能快速裝卸,又能有效定位;而夾緊則依靠刀片槽底部的小槽的變形來確保有效的夾緊。
圖27 泰珂洛DRILLFORCE-MEISTER冠齒鉆
瑪帕也展出有小直徑深孔鉆(見圖28)?,斉吝@種用于加工中心的、帶內(nèi)冷的小直徑深孔鉆,其最小加工直徑為1mm,長徑比為30倍。據(jù)瑪帕介紹,這種小鉆頭有全新設(shè)計的排屑槽和特殊的刃口形式,使得在深孔鉆加工中能夠?qū)崿F(xiàn)很高的進給和切削速度。其冷卻液通道設(shè)計使其也適用于油霧潤滑加工,即使加工30D的深孔,氣-油混合物仍能順利得到達切削刃。與其它一些新型深孔鉆一樣,這種鉆頭也只在刀頭部分涂層。
圖28 瑪帕用于小直徑的深孔鉆頭
森拉天時展出了其MaxiDrill 900鉆頭(見圖29),其產(chǎn)品特點之一是內(nèi)外刀片相同。據(jù)介紹,該鉆頭獨特的設(shè)計結(jié)合攀時的硬質(zhì)合金牌號CTPP430,可以用于高速斷續(xù)鉆削、鑄造硬皮鉆削以及困難工礦(凸面或斜面鉆孔)等復(fù)雜工況,確保其高性能和刀具壽命,提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)過程的安全,減少機器停機時間。
圖29 森拉天時MaxiDrill 900
圖30是瑪帕推出的EA導(dǎo)條式精鏜刀。這種精鏜刀的刀片不再調(diào)節(jié)倒錐量,刀座在調(diào)節(jié)過程中沿著起導(dǎo)軌作用的圓柱銷移動,該圓柱銷的方向決定了刀片的副偏角(倒錐)。這種方式被瑪帕稱為易調(diào)節(jié)(EasyAdjust)方式?,斉两榻B說,該鏜刀配置有與直徑相匹配的刀片數(shù)量和導(dǎo)條數(shù)量,具有很高的加工精度和經(jīng)濟性。實際試驗顯示了非常好的結(jié)果:采用這種刀具加工的孔之間的平行度達到了< 1μm的精度。
圖30 瑪帕的EA導(dǎo)條式精鏜刀
松德數(shù)控和大昭和都在CIMT2017的展臺上展出了自己的減振鏜桿以及減振車刀桿產(chǎn)品。
松德數(shù)控展出了開發(fā)的多種減振鏜桿,圖31是其裝有橋式鏜頭的減振鏜刀,用于加工大直徑的深孔。鋁的鏜刀橋減輕了鏜頭重量,因此也減輕了鏜刀振動時的能量;在鏜桿緊挨著聯(lián)接鏜頭的部分,內(nèi)部設(shè)置了減振器(圖右下是其原理),其振芯在減振器內(nèi)阻尼橡膠和阻尼油的作用下迅速消耗振動的能量,從而達到減振效果。
圖31 松德的橋式減振鏜桿及其原理
大昭和則展出了其斯瑪特防振粗鏜頭。據(jù)大昭和介紹,該鏜頭精研磨加工的齒狀咬合結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)近一體式的剛性效果,優(yōu)化了防振效果,使該鏜頭在高負載的粗加工領(lǐng)域也能瞬時防振,鋼件加工亦可實現(xiàn)10倍徑以上的大懸伸加工。
圖32 大昭和的斯瑪特防振粗鏜頭
本屆展會上,上海松德、無錫方寸、森泰英格、成都成林等多家國內(nèi)民營企業(yè)展出了微調(diào)刀座(見圖33)。這類微調(diào)刀座以前多由國外企業(yè)制造,這幾年國內(nèi)企業(yè)為了能給用戶提供更好的加工解決方案,已不滿足于進口國外刀座來制造非標(biāo)刀具,加快了這類小刀座的進口替代。方寸工具介紹說,他們開發(fā)的微調(diào)刀夾設(shè)有刻度盤,每一刻度代表半徑方向0.005mm,直徑方向的調(diào)節(jié)范圍為0.7mm,可以用于制造直徑大于28mm的鏜刀。方寸的微調(diào)刀夾是自鎖定設(shè)計,調(diào)節(jié)到位后不需另外鎖緊,精密可靠。與以前的A型刀夾相比,這種刀座可正反兩個方向調(diào)整精鏜尺寸,用戶使用會方便不少。
圖33 精鏜微調(diào)刀座(左:松德;中左:方寸;右及中右:成林)
圖34是藍幟金工展出的模塊式絲錐Xchange。藍幟介紹說,新型XChange絲錐使用了耐磨性能好的硬質(zhì)合金螺紋絲錐頭和具有高韌性的鋼制刀桿,具有更為有利的刀桿扭轉(zhuǎn)特性,可以實現(xiàn)更快的切削速度,進一步提升了刀具系統(tǒng)的性能,同時延長了刀具的使用壽命。在刀具失效時,只需更換絲錐頭便可繼續(xù)使用。此外,定制的藍色“北極星”(Polaris)涂層的應(yīng)用,使該產(chǎn)品的使用壽命進一步延長。
圖34 藍幟模塊式絲錐
圖35是銻瑪展出的石油閥門美制螺紋銑刀。針對石油閥門行業(yè)的加工需要,銻瑪特色設(shè)計了高剛性、高強度、高抗振的螺紋銑削方案,適合大功率和精度較低的螺紋銑削加工,可避免崩刃和斷刀,并有效減小喇叭口現(xiàn)象,同時具有優(yōu)異的使用壽命:加工硬度為260~330HBW的類似于30CrMn/ 42CrMnMo的材質(zhì)時,壽命高達400~800孔。
圖35 銻瑪石油閥門美制螺紋銑刀
用于齒輪加工的車齒刀也是本屆展會刀具展品的亮點之一。4月19日國務(wù)院副總理馬凱和工信部部長苗圩一行到漢江工具展臺參觀時,饒有興趣地聽秦川集團董事長龍永興介紹高速鋼車齒刀的開發(fā)情況(見圖36左)。所謂車齒加工,就是由車齒刀(見圖36右)代替嚙合中的螺旋齒輪副中的一個齒輪,并沿工件軸線移動進行加工的方法。據(jù)漢江工具介紹,它的切削運動特征有兩個,一是運動與軸向剃齒相同,二是刀刃上同一點的工作角度在切削過程中變化。從開始參與切削時的正前角,變?yōu)榻^對值較大的負前角。
圖36 漢江工具開發(fā)的車齒刀
IMC集團的英格索爾則展出了裝有硬質(zhì)合金刀片的可轉(zhuǎn)位車齒刀(見圖37)。這種車齒刀的切削速度高,加工效率高,只是加工精度相對比較有限,適用于需磨齒加工的齒輪齒廓的粗加工。
圖37 英格索爾的可轉(zhuǎn)位車齒刀
英格索爾還展出了全齒形刀片的可換刀片齒輪滾刀(見圖38)。
圖38 英格索爾的全齒形刀片的可換刀片齒輪滾刀
圖3 9是藍幟金工展出的CARBIDELINE-H滾刀,它是一款將硬質(zhì)合金刀條焊接于高速鋼刀體的高精度滾刀,是整體鋼件刀體與硬質(zhì)合金刀刃的完美結(jié)合,精度等級可達AAA。CARBIDELINE-H與整體硬質(zhì)合金和鑲刀片滾刀相比具有價格優(yōu)勢,而加工效率與之相當(dāng);與整體高速鋼滾刀相比,雖然價格稍高,但刀具壽命遠高于整體高速鋼類滾刀,具有很高性價比。此外,CARBIDELINE-H滾刀也可重復(fù)修磨使用。
圖39 藍幟可涂層硬質(zhì)合金齒輪滾刀
國內(nèi)拉削刀具知名企業(yè)恒鋒工具展區(qū)的入口由兩把拉刀“守護”(見圖40),尤其是入口右側(cè)的金色特大拉刀特別引人注目。恒鋒工具介紹說,以往在國內(nèi)能實現(xiàn)PVD涂層的拉刀規(guī)格一般直徑在100mm以下、長度在1400mm以下,使國產(chǎn)大拉刀的拉削效率低于國外拉刀。2016年年底,恒鋒引進了最新技術(shù)的大型PVD涂層生產(chǎn)線,可涂層的拉刀最大直徑達350mm、長度達3000mm,成為目前亞洲地區(qū)最大的涂層設(shè)備。通過技改,恒鋒率先實現(xiàn)了大拉刀、長拉刀的表面涂層處理,填補了國內(nèi)、甚至亞洲地區(qū)的空白。
圖40 恒鋒工具展區(qū)及其醒目的金色特大拉刀
在復(fù)合加工方面,銻瑪展示了兩款鉆孔-螺紋復(fù)合加工的刀具方案。其一是鉆攻一體刀具(見圖41),銻瑪介紹,其鉆孔輕松,攻絲快捷,螺紋與底孔同軸度高,高效復(fù)合加工,節(jié)約刀柄和換刀時間;一般采用外冷設(shè)計;適用于有色金屬及其合金、鑄鐵材料(≤2倍徑)的鉆孔和攻絲。其二是螺紋鉆銑刀(見圖42),銻瑪介紹說它集鉆孔、孔口倒角、銑螺紋為一體,功能復(fù)合,精密高效。它的冷卻方式獨特,鉆刃采用多孔分流,螺紋刃采用中心內(nèi)冷或徑向內(nèi)冷;適用于鋁合金和鑄鐵材料的淺通孔加工,常用于離合器和差速器殼體螺紋孔的高效切削。
圖41 銻瑪鉆攻一體刀具
圖42 銻瑪螺紋鉆銑刀
圖43是百斯圖的乘用車曲軸外銑刀盤。這類加工對機床的精度和刀盤精度要求非常高,機床裝上刀盤,綜合刀片誤差,軸向和徑向跳動一般要求不超過0.03mm。該刀盤直徑為760mm而銑削寬度不到15mm,刀盤大而薄,極易變形。由于接觸面積較小,加之刀盤直徑較大,銑削過程中有較強震動的趨勢,適合高線速度、高進給、窄檔寬的切削或高線速度、低進給、較寬檔寬的切削(高線速度是為了減小每個切削刃的切削量從而降低每刃切削力)。該刀具可具備較高的線速度,通過排布較多刀片,從而實現(xiàn)較高進給,提高加工效率,通常在大批量生產(chǎn)及對效率要求較高的乘用車曲軸加工應(yīng)用較多。該刀具的市場以前基本被國外廠商壟斷,百斯圖經(jīng)過多次嘗試與工藝改進,已經(jīng)完全具備曲軸相關(guān)切削刀盤的設(shè)計、生產(chǎn)、制造能力。
圖43 百斯圖的曲軸銑刀
在刀柄方面,大昭和展出了超精密液壓刀柄(見圖44),據(jù)大昭和介紹,該刀柄可以在4倍懸伸下,跳動控制在1mm以下,適合于高精密模具及醫(yī)療器械、鐘表等精密部件,徹底解決了熱裝刀柄在復(fù)雜操作過程中易出現(xiàn)的極小徑刀具折損問題。
圖44 大昭和超精密液壓刀柄
威迪亞展出了其母公司肯納金屬與翰默聯(lián)合開發(fā)的Duo-Lock接口模塊刀桿系統(tǒng)(見圖45)。這一接口在常見的圓錐大端、端面兩個接觸面之外,增加了尾部圓柱的接觸,加強了聯(lián)接剛性,對于使用模塊刀具進行粗重加工很有幫助。
圖45 肯納金屬與翰默合作開發(fā)的Duo-Lock接口刀柄
大昭和還展出了一種中心內(nèi)冷型角度頭(見圖46),對帶主軸中心內(nèi)冷功能機床,無需進行方向定位塊導(dǎo)入冷卻液的相關(guān)操作。大昭和介紹說,該角度頭最高冷卻液流量30L/min,最大冷卻液壓強達7MPa, 在解決作業(yè)困難的同時,實現(xiàn)更好的效果。
圖46 大昭和展出的中心內(nèi)冷型角度頭
在解決方案方面,不少廠家或針對具體常見加工難題,或針對典型工件,展出了自身提供解決方案的能力。
銻瑪針對貫穿孔(交叉孔)提出了自己的解決方案。他們介紹說,貫穿孔加工有兩大難題:首先鉆頭在破口處刀尖容易崩刃,進而導(dǎo)致斷刀;其次破口處容易產(chǎn)生毛刺。銻瑪工具研發(fā)了專門針對貫穿孔加工的鉆頭(他們命名為“破孔鉆”),采用成型槽、大芯厚、高剛性、雙棱邊、特色主切削刃等多項技術(shù),開發(fā)的破孔鉆(見圖47)導(dǎo)向性能好,刀尖強度高,同時保證刃口鋒利,成功解決兩大難題。
圖47 銻瑪貫穿孔加工(帶有臺階)的破孔鉆
方寸工具則針對剎車鉗和渦殼兩種典型零件展示了他們的解決方案。
針對剎車鉗的多部位多道工序的加工,方寸工具提出了較為完整和成熟的解決方案(見圖48)。方寸工具介紹說,他們的剎車鉗解決方案主要切削點均采用可轉(zhuǎn)位刀片,多數(shù)為ISO刀片便于管理;復(fù)合刀具專為汽車剎車鉗行業(yè)特殊定制(例如卡檔加工的切向密齒設(shè)計的三面刃專用刀具,滿足汽車零部件企業(yè)高節(jié)拍、低成本的需求;刀片采用先進的材質(zhì),有多重槽型及圓角供選擇),效率極高,大幅降低客戶制造成本;精確的槽型型線嚙合刀片(例如端面槽加工采用負型刀片與異型刀片組合,精確的端面槽型線嚙合,保證了極高的加工效率),專屬非標(biāo)刀片制造,在實際切削中有良好的表現(xiàn);不斷優(yōu)化的整套方案,充分的實施驗證,提高效率,節(jié)約整個制造系統(tǒng)成本;滿足世界頂級汽車零部件企業(yè)高效率的要求。
圖48 方寸工具剎車鉗加工方案
圖49是方寸渦殼加工方案。他們介紹說,渦殼工件材料有球墨鑄鐵類、高鎳鑄鐵類,以及耐熱不銹鋼類等多種,一般來說柴油機渦輪工作溫度在850℃左右,汽油機渦輪工作溫度在1050~1200℃左右。渦輪增壓器加工難點較多,但他們都有成熟的解決方案??傮w上他們的方案主要切削點均采用可轉(zhuǎn)位刀片,多數(shù)為ISO刀片,便于管理,也便于根據(jù)加工對象特點選擇不同的刀片材質(zhì);這些特殊的復(fù)合刀具都是專為汽車渦輪增壓系統(tǒng)行業(yè)定制,效率極高,能大幅降低客戶制造成本;刀片選擇與應(yīng)用方面,無論ISO還是非標(biāo)定制刀片,在客戶實際切削中均有優(yōu)異的表現(xiàn)。例如渦輪殼的加工難點之一的V帶加工,需要特殊刀具,而高鎳材料對刀具壽命又是很大的考驗,方寸采用特別的刀片設(shè)計、特殊的刃口處理和專用高效的涂層,基本解決這類問題;氣道精車采用特殊的刀體材料和高效的ISO刀片,被客戶譽為完美詮釋了氣道的精加工。
圖49 方寸工具渦殼加工方案
圖50是森拉天時介紹的CERATIZIT 3x3鋼材車削矩陣。森拉天時介紹說,使用這個矩陣,正確選刀僅需兩步就可以迅速可靠的找到滿足需求的牌號、槽型及切削參數(shù)。它的3x3是包括3個牌號和3種斷屑槽:3個牌號分別對應(yīng)高切削參數(shù)的耐磨牌號、適合輕度斷續(xù)加工的通用牌號和適合斷續(xù)切削和難加工的工況的韌性牌號,而3個槽型(負型)分別用于精加工、半精加工和粗加工。
圖50 森拉天時CERATIZIT 3x3鋼材車削矩陣
山特維克可樂滿還在展會上推出的一系列聯(lián)網(wǎng)解決方案幫助機械加工企業(yè)為進入工業(yè)4.0時代做好準(zhǔn)備,其中包括Silent ToolsTM+ 和CoroBoreR+。
Silent ToolsTM+是在可樂滿原有的減振刀具的前端內(nèi)部增加了傳感器,可以在最靈敏的前端將刀具的受力和變形等動態(tài)數(shù)據(jù)采集,并通過刀具內(nèi)部傳輸?shù)降毒叩膴A持部分,并且可以以十分直觀的形式在監(jiān)控屏幕上反映出來,這會對及時掌握刀具的加工狀態(tài)很有幫助,將來有一天,這些數(shù)據(jù)也能幫助計算機系統(tǒng)主動做出智能的判斷。
圖51 山特維克可樂滿的Silent ToolsTM+
CoroBoreR+則是在鏜刀頭內(nèi)增加了一套遙控的執(zhí)行機構(gòu),使用者可以通過相應(yīng)的遙控裝置來調(diào)節(jié)鏜刀的尺寸而無需停機后將鏜刀取出再進行調(diào)節(jié)。目前的這種可遙控調(diào)節(jié)尺寸的鏜刀還只能是鏜頭相對直徑稍大的。
圖52 CoroBoreR+
翰默在展出傳統(tǒng)的刀柄、熱裝機、平衡機的基礎(chǔ)上,還展出了Microset VIO系列對刀儀。這是他們在從德馬吉森精機兼并了Microset GmbH對刀儀公司后的新變化。翰默介紹說,所有的Microset對刀儀都擁有一流的硬件,杰出的人體工程學(xué)和簡易的操作,所有的對刀儀部件都安裝在穩(wěn)定的鑄鐵基座上,因此無需頻繁的校準(zhǔn),有助于減少在使用中的問題。而展出的VIO Linear系列是翰默對刀儀產(chǎn)品中的一個亮點,它是帶線性馬達的系列產(chǎn)品,針對于要求高效率和高精度的鉆頭、銑刀和車刀的預(yù)調(diào)。
圖53 翰默Microset VIO系列對刀儀
瑪帕也展出了類似的對刀儀。
在松德、阿諾、品悅等公司的展臺上,我們都看到了智能刀具柜的身影(見圖54)——這標(biāo)志著這些企業(yè)已開始涉足向用戶提供刀具管理的服務(wù)。松德向我們介紹了他們的智能刀具柜的六大特點:
圖54 松德、阿諾展出的智能刀具柜
一是無人值守:智能刀具柜實時刀具消耗統(tǒng)計,可追溯、可統(tǒng)計、可分析,不間斷,領(lǐng)料高效便捷,減少庫管人員,提高生產(chǎn)效率;二是及時掌握:工人無需奔波于車間和倉庫之間,支持多種報警方式,提供實時消耗報表,可跟蹤刀具的使用情況如人員、時間等;三是易學(xué)易用:庫管人員只需簡單的軟件操作即可無差錯完成工作。降低對人員的要求便于實施刀具管理;四是定時提醒:全方位控制領(lǐng)料、定時換刀報警、缺料報警,降低庫存量,提高周轉(zhuǎn)率;五是成本控制:可視化輸出當(dāng)前工單制造成本、消耗成本和統(tǒng)計結(jié)果,完善的成本控制;六是無誤發(fā)料:避免漏發(fā)、錯發(fā)料現(xiàn)象,減少浪費和過度配置,降低斷料風(fēng)險。由于這一系列的優(yōu)點,松德展出的智能刀具柜在展會現(xiàn)場即被用戶訂購?!?/p>