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第十五届中国国际机床展览(CIMT2017)刀具展品综述

2017-09-03中国机床工具工业协会工具分会秘书处杨晓执笔

世界制造技术与装备市场 2017年4期
关键词:铣刀刀片刀具

中国机床工具工业协会工具分会秘书处 杨晓执笔

第十五届中国国际机床展览(CIMT2017)刀具展品综述

中国机床工具工业协会工具分会秘书处 杨晓执笔

由中国机床工具工业协会主办的第十五届中国国际机床展览会(CIMT2017)于2017年4月17~22日在北京中国国际展览中心(新馆)举行,来自国内外的众多刀具生产厂商参加了本次展会。国内刀具展商主要有株洲钻石、上工、工研所、哈量、成量、哈一工、汉江工具、厦门金鹭、恒锋工具、郑州钻石、苏州阿诺、大连远东、重庆工具、无锡方寸、森泰英格、成都邦普、成都成林、江钨、株洲华锐、大连富士、松德、株洲欧科亿、苏州锑玛、成都美奢锐、赣州澳克泰等100多家;国外著名工具制造商山特维克可乐满、伊斯卡、三菱、瓦尔特、特固克、钴领、玛帕、欧仕机、威迪亚、号恩、多马、埃莫克法兰肯、蓝帜、泰珂洛、翰默、京瓷、格林菲尔德、元素六等上百家展商均携精品参展。本次展会在总体规划上继续按专业化布局,在工具展品领域国内外展商同台竞技,观众按专业参观选购。工具展区境内外参展商展出的刀具创新产品,吸引了大量的专业观众和采购商。

本文仅就本届展会工具展区内的重点刀具新品和技术发展作如下综述。

1.车刀

株洲钻石这次在CIMT展会就车削加工推出了一系列新的切削材料和几何槽型,构成了其全新构架的车刀系统。

图1 株钻YB6315的基体与涂层

株洲钻石展出的新的钢件车削材质YB6315外观为金黄色,集全新基体(见图1左)、超精细梯度涂层(见图1右)、晶核预植技术、双氧梯度过渡技术、表面金色涂层及超平滑的刃口处理等多项新技术于一身,能够较大地提高其车刀片材质的技术水平,适应国内外客户高效率和高效益的多方位需求。

图2则是株洲钻石加工铸铁的新材质YB7305,它也采用了全新基体、超厚的细晶Al2O3涂层加超细晶TiCN涂层和超平滑表面,在铸铁加工方面也大大提升了加工能力。全新细晶硬质合金基体配合优化的烧结工艺,粘结相和硬质相的优化搭配使基体具有更优异的耐磨性和抗冲击性;超厚的细晶Al2O3涂层具有极其突出的高温性能和耐磨损能力,对于提升铸铁加工的切削速度会有十分明显的作用,适合铸铁材料的高速高效切削加工;涂层晶粒进一步细微化、均匀化,综合性能更加优异,大幅提高刀具寿命;表面平滑度提高一倍,降低粘结等异常损伤,确保稳定加工,其特有的银色标识层,具有良好的辨识度。

图2 株洲钻石的YB7305材质

株洲钻石还推出了加工不锈钢类的新材质YB9320(见图3)。它采用了原子重排技术、高韧性基体与TiAlN基纳米多层涂层以及先进的表面处理技术等多项新技术:通过原子重排技术,实现了不同涂层材料的长程有序排列,达到硬度和韧性的完美匹配,有效解决了多涂层界面的高温失稳问题,改善了涂层的高温性能;高韧性基体与TiAlN基纳米多层涂层运用独特的离子刻蚀技术,强化了刃口,并改善了涂层与基体之间的结合强度;先进的表面处理技术则可优化应力分布,使综合性能更佳。

图3 株洲钻石的YB9320材质

除了材质,株洲钻石对各种加工对象的车刀片槽型也进行了更新,图4就是其中一部分的刀片槽型。左侧的金黄色是加工钢件的车刀片,材质为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。中间银灰色的是YB7305材质,槽型包括了适合连续加工的TK槽型和适合断续加工的TC槽型;右侧古铜色的是YB9320材质,也有优化断屑的ADF槽型和主要应对细长件等易振动工况的AHF槽型。

图4 株洲钻石的多种新刀片

泰珂洛展出了燕尾压紧的车刀MiniForce-Turn(见图5)。这种车刀虽然是双面可用的0后角的“负型”结构,却因其特殊的设计(参见图上箭头所指),实际上却是带后角的“正型”,锋利性好很多,尤其在小尺寸的内孔车削或仿形车削方面的应用方面,具有独到优势。

图5 泰珂洛的燕尾压紧车刀MiniForce-Turn

瓦尔特刀具展出了双通道高压内冷的车刀(见图6)。一路高压冷却液通过压板后端进入压板内部,再经过压板内部的通道转到压板前端喷出,其位置紧贴前刀面,方向几乎与前刀面平行,并通过刀片上专门设置的沟槽直接喷到切屑与前刀面之间,冷却效果极佳;类似的,后刀面也有贴紧且几乎平行后刀面的冷却液喷口,会将冷却液喷到加工表面与后刀面间。这样前后刀面的加工区都能得到极有效的冷却,前刀面处的高压冷却还能在断屑方面有所帮助,起到辅助断屑的作用。

图6 瓦尔特双高压内冷车刀

泰珂洛展出的带可伸缩喷管的双通道高压内冷却系统TungTurn-Jet(见图7),与上述瓦尔特刀具的产品在功能上几乎相同。

图7 泰珂洛双通道高压内冷却系统TungTurn-Jet

图8是瓦尔特刀具的四刃口切槽刀,刀片的定位由后面的圆柱销钉和下面的平面完成。轮空的切削刃不参与定位夹紧,因此切削刃并不会在定位夹紧中受损。

图8 瓦尔特刀具4刃切槽刀

泰珂洛切槽刀TetraForce-Cut采用了瓦尔特刀具类似的形状,但TetraForce-Cut的刀片定位方法却不一样(见图9)。它在刀片断屑槽的后方设计了夹紧槽,与刀体上的凸块相配合来达到定位的目的。同样,这个方法轮空的切削刃区域也不参与定位夹紧。

图9 泰珂洛切槽刀TetraForce-Cut

伊斯卡展出了一种带减振功能的切槽车刀WHISPERLINE(见图10)。这种减振切槽刀的刀头下方安排了一个减振机构,一对黄色的减振块通过O型圈安装在切槽刀杆上,两个减振块的中间安排了调节螺钉。伊斯卡按悬伸100mm预设了阻尼(这适合大部分工况),最终用户还可以根据实际需求通过对阻尼块进行简单的调整或微调使得减振效果更佳。据介绍,采用悬伸70mm的刀具应用于直径为200mm的工件的切槽加工,加工结果非常理想;在切槽深度为20mm的应用中,带阻尼模块防振刀板的刀片寿命4倍于常规刀具。

图10 伊斯卡的减振切槽车刀WHISPERLINE

山特维克可乐满在本届C I M T上推出了全新的车削概念产品PrimeTurning。用以实现这一概念的车刀产品见图11。车刀刀片槽的底部安排了凸起的筋条,刀片的底面压制出了相对应的凹槽,这相当于在刀片与刀片槽之间安排了几组定位键槽,可与刀片外形一起防止刀片的晃动——这种晃动的可能正是因新的车削概念所带来的。

图11 山特维克可乐满的PrimeTurning车刀结构

在图12所示的山特维克可乐满的PrimeTurning车削概念示意图中,实心的箭头是其主要切削方向而不是我们通常认为的空心箭头方向(当然空心箭头方向依然可以使用)。由于切削方向的改变,PrimeTurning在沿实心箭头方向切削时,主偏角比原来类似形状的车刀大为减小,从而大幅度降低了切屑厚度,使该车刀沿实心箭头方向进给时可用进给量大为增加。加上它在多刀切削时无需退刀,加工效率能达到非常高的程度。由图12可见,该车刀的断屑槽也与常见的断屑槽不同,这种设计使之既能沿实心箭头方向进给,也可以沿空心箭头方向进给。山特维克可乐满还为这种车削方法开发了专用的编程软件,因为这种多方向的切削中还是有些刀具参数和刀具轨迹的具体要求。

图12 山特维克可乐满的PrimeTurning车削概念示意

U t i l i s刀具公司则展出了一系列适合瑞士式车床加工的刀具MultidecR-CUT,所有刀片简单更换并且系统具有极高的重复定位精度(<0.01mm)。因为加工对象主要是小尺寸零件,它的刀片基体使用微米级晶粒度的硬质合金,并提供涂层和不涂层的选择;标准刀片的刀尖圆角提供0(实际是小于0.01mm)、0.03、0.05、0.08、0.15等规格。该系统也开发了针对瑞士型车床的内冷刀杆。

图13 Utilis刀具的MultidecR-CUT

2.铣刀

瓦尔特刀具在本届展会上重点介绍了“金虎技术”。新发布的金虎技术是通过超低压化学气相沉积技术将TiAlN涂覆于铣刀片(见图14),它拥有5项专利的晶粒优化的TiN涂层,具有TiAlN 中铝含量更高、硬度更高、表面呈压应力不易破损,因此抗后刀面磨损能力、抗崩刃性能以及抗塑形变形能力更好,总体上提高了刀片的性能和稳定性。

图14 瓦尔特刀具的金虎涂层

瓦尔特刀具还展示了“金虎”刀片与该公司之前开发的大名鼎鼎的“银虎刀片”的两组对比照片,直观反映了新技术带来的新变化:第一组是对42CrMo4进行干切之后的磨损对比(见图15),采用金虎技术的WKP35G比银虎WKP35S磨损明显减少;第二组则是对HT25 0进行湿切之后的磨损对比(见图16),采用金虎技术的WKP35G比银虎技术的WKP35S刃口完整性更好。

图15 金虎与银虎干切42CrMo4磨损对比

图16 金虎与银虎湿切HT250刃口对比

图1 7是泰珂洛展出的TungForce-Rec铣刀,这款铣刀最大的特征是刀片底面呈明显的V形。泰珂洛介绍说,该铣刀优化的刀片定位方式增加了小直径刀体的芯厚(见图18);刀片的后刀面成钝角提高了刃口强度,避免了崩刃的发生(见图19);在穿过螺钉孔的横截面积处提高刀片强度(见图20);通过采用大螺钉和增加接触面积提高刀片定位的稳定性;刀片底部采用V 型设计可以在现有刀片尺寸不变的情况下增大定位面积(见图21)。

图17 泰珂洛TungForce-Rec铣刀及其刀片

图18 TungForce-Rec增加小直径刀体的芯厚

图19 TungForce-Rec的后刀面成钝角

图20 TungForce-Rec螺钉孔的横截面积对比

图21 TungForce-Rec增大定位面积

玛帕展出了一种新的带刀座铣刀(见图22),用于铣削铸铁和淬硬钢材质工件的平面和台阶。这种铣刀既可以配置带六个切削刃的HX可转位刀片用于铣平面,也可以配置带三个切削刃的W型可转位刀片用于铣台阶和铣平面。通过铣刀座的高精度楔块调整,可以使端面跳动调整到μm级精度。

图22 玛帕HX刀片铣刀

泰珂洛展出了三种带不同刀片的槽铣刀(见图23),刀片分别具有4~6个切削刃(右上使用具有4个切削刃的刀片,其余使用具有6个切削刃的刀片),其中有些刀片还带有修光刃(右上和下)。

图23 泰珂洛TungSlot槽铣刀

图24是蓝帜展出的Copy Max 2双头可换刀片式仿形铣刀。它带有二个全功能切削刃:当第一个切削刃磨损时,刀片可以转位并重复使用,且和第一个切削刃具有相同的刀具使用寿命。非使用中的切削刃并不参与定位和夹紧,而是由位于两侧圆弧刃后方的专门的装夹定位面来承担定位和夹紧,刀片刃口不会被碰伤。

图24 Copy Max 2双头可换刀片式仿形铣刀

泰珂洛展出了形状独特的DoTwistBall腰形刀片圆角铣刀(见图25)。这种铣刀采用独特的扭曲型圆角刀片,刀片紧固在交错的表面,矩形和扭曲的定位刀片座结构可以保证刀片不发生旋转,这在圆角铣刀中是少见的。

图25 泰珂洛DoTwistBall腰形刀片圆角铣刀

图26是Utilis刀具展出的旋风铣MultidecR-Whirling,它不像单刃螺纹车刀需要大量的车削步数,螺纹旋风铣可以将外圆车削、螺纹加工及去毛刺工艺简化为一个工步。多达12个刀片的刀盘可极高地缩短加工时间。

图26 Utilis刀具的旋风铣MultidecR-Whirling

3.孔加工

在孔加工方面,泰珂洛DRILLFORCE-MEISTER冠齿钻颇为引人注目,其特别之处在于其装夹方式(见图27)。泰珂洛DRILLFORCE-MEISTER冠齿钻的刀片采用插入式以提升换刀片的便捷性,而传统的底部开口方式会影响螺钉夹紧过程中的定位夹紧。泰珂洛借助了偏置的螺钉孔、开口及同样偏置的V型定位面,使夹紧力偏向一侧,从而保证既能快速装卸,又能有效定位;而夹紧则依靠刀片槽底部的小槽的变形来确保有效的夹紧。

图27 泰珂洛DRILLFORCE-MEISTER冠齿钻

玛帕也展出有小直径深孔钻(见图28)。玛帕这种用于加工中心的、带内冷的小直径深孔钻,其最小加工直径为1mm,长径比为30倍。据玛帕介绍,这种小钻头有全新设计的排屑槽和特殊的刃口形式,使得在深孔钻加工中能够实现很高的进给和切削速度。其冷却液通道设计使其也适用于油雾润滑加工,即使加工30D的深孔,气-油混合物仍能顺利得到达切削刃。与其它一些新型深孔钻一样,这种钻头也只在刀头部分涂层。

图28 玛帕用于小直径的深孔钻头

森拉天时展出了其MaxiDrill 900钻头(见图29),其产品特点之一是内外刀片相同。据介绍,该钻头独特的设计结合攀时的硬质合金牌号CTPP430,可以用于高速断续钻削、铸造硬皮钻削以及困难工矿(凸面或斜面钻孔)等复杂工况,确保其高性能和刀具寿命,提高生产效率和生产过程的安全,减少机器停机时间。

图29 森拉天时MaxiDrill 900

图30是玛帕推出的EA导条式精镗刀。这种精镗刀的刀片不再调节倒锥量,刀座在调节过程中沿着起导轨作用的圆柱销移动,该圆柱销的方向决定了刀片的副偏角(倒锥)。这种方式被玛帕称为易调节(EasyAdjust)方式。玛帕介绍说,该镗刀配置有与直径相匹配的刀片数量和导条数量,具有很高的加工精度和经济性。实际试验显示了非常好的结果:采用这种刀具加工的孔之间的平行度达到了< 1μm的精度。

图30 玛帕的EA导条式精镗刀

松德数控和大昭和都在CIMT2017的展台上展出了自己的减振镗杆以及减振车刀杆产品。

松德数控展出了开发的多种减振镗杆,图31是其装有桥式镗头的减振镗刀,用于加工大直径的深孔。铝的镗刀桥减轻了镗头重量,因此也减轻了镗刀振动时的能量;在镗杆紧挨着联接镗头的部分,内部设置了减振器(图右下是其原理),其振芯在减振器内阻尼橡胶和阻尼油的作用下迅速消耗振动的能量,从而达到减振效果。

图31 松德的桥式减振镗杆及其原理

大昭和则展出了其斯玛特防振粗镗头。据大昭和介绍,该镗头精研磨加工的齿状咬合结构,可实现近一体式的刚性效果,优化了防振效果,使该镗头在高负载的粗加工领域也能瞬时防振,钢件加工亦可实现10倍径以上的大悬伸加工。

图32 大昭和的斯玛特防振粗镗头

本届展会上,上海松德、无锡方寸、森泰英格、成都成林等多家国内民营企业展出了微调刀座(见图33)。这类微调刀座以前多由国外企业制造,这几年国内企业为了能给用户提供更好的加工解决方案,已不满足于进口国外刀座来制造非标刀具,加快了这类小刀座的进口替代。方寸工具介绍说,他们开发的微调刀夹设有刻度盘,每一刻度代表半径方向0.005mm,直径方向的调节范围为0.7mm,可以用于制造直径大于28mm的镗刀。方寸的微调刀夹是自锁定设计,调节到位后不需另外锁紧,精密可靠。与以前的A型刀夹相比,这种刀座可正反两个方向调整精镗尺寸,用户使用会方便不少。

图33 精镗微调刀座(左:松德;中左:方寸;右及中右:成林)

4.螺纹、齿轮加工和拉刀

图34是蓝帜金工展出的模块式丝锥Xchange。蓝帜介绍说,新型XChange丝锥使用了耐磨性能好的硬质合金螺纹丝锥头和具有高韧性的钢制刀杆,具有更为有利的刀杆扭转特性,可以实现更快的切削速度,进一步提升了刀具系统的性能,同时延长了刀具的使用寿命。在刀具失效时,只需更换丝锥头便可继续使用。此外,定制的蓝色“北极星”(Polaris)涂层的应用,使该产品的使用寿命进一步延长。

图34 蓝帜模块式丝锥

图35是锑玛展出的石油阀门美制螺纹铣刀。针对石油阀门行业的加工需要,锑玛特色设计了高刚性、高强度、高抗振的螺纹铣削方案,适合大功率和精度较低的螺纹铣削加工,可避免崩刃和断刀,并有效减小喇叭口现象,同时具有优异的使用寿命:加工硬度为260~330HBW的类似于30CrMn/ 42CrMnMo的材质时,寿命高达400~800孔。

图35 锑玛石油阀门美制螺纹铣刀

用于齿轮加工的车齿刀也是本届展会刀具展品的亮点之一。4月19日国务院副总理马凯和工信部部长苗圩一行到汉江工具展台参观时,饶有兴趣地听秦川集团董事长龙永兴介绍高速钢车齿刀的开发情况(见图36左)。所谓车齿加工,就是由车齿刀(见图36右)代替啮合中的螺旋齿轮副中的一个齿轮,并沿工件轴线移动进行加工的方法。据汉江工具介绍,它的切削运动特征有两个,一是运动与轴向剃齿相同,二是刀刃上同一点的工作角度在切削过程中变化。从开始参与切削时的正前角,变为绝对值较大的负前角。

图36 汉江工具开发的车齿刀

IMC集团的英格索尔则展出了装有硬质合金刀片的可转位车齿刀(见图37)。这种车齿刀的切削速度高,加工效率高,只是加工精度相对比较有限,适用于需磨齿加工的齿轮齿廓的粗加工。

图37 英格索尔的可转位车齿刀

英格索尔还展出了全齿形刀片的可换刀片齿轮滚刀(见图38)。

图38 英格索尔的全齿形刀片的可换刀片齿轮滚刀

图3 9是蓝帜金工展出的CARBIDELINE-H滚刀,它是一款将硬质合金刀条焊接于高速钢刀体的高精度滚刀,是整体钢件刀体与硬质合金刀刃的完美结合,精度等级可达AAA。CARBIDELINE-H与整体硬质合金和镶刀片滚刀相比具有价格优势,而加工效率与之相当;与整体高速钢滚刀相比,虽然价格稍高,但刀具寿命远高于整体高速钢类滚刀,具有很高性价比。此外,CARBIDELINE-H滚刀也可重复修磨使用。

图39 蓝帜可涂层硬质合金齿轮滚刀

国内拉削刀具知名企业恒锋工具展区的入口由两把拉刀“守护”(见图40),尤其是入口右侧的金色特大拉刀特别引人注目。恒锋工具介绍说,以往在国内能实现PVD涂层的拉刀规格一般直径在100mm以下、长度在1400mm以下,使国产大拉刀的拉削效率低于国外拉刀。2016年年底,恒锋引进了最新技术的大型PVD涂层生产线,可涂层的拉刀最大直径达350mm、长度达3000mm,成为目前亚洲地区最大的涂层设备。通过技改,恒锋率先实现了大拉刀、长拉刀的表面涂层处理,填补了国内、甚至亚洲地区的空白。

图40 恒锋工具展区及其醒目的金色特大拉刀

5.复合加工

在复合加工方面,锑玛展示了两款钻孔-螺纹复合加工的刀具方案。其一是钻攻一体刀具(见图41),锑玛介绍,其钻孔轻松,攻丝快捷,螺纹与底孔同轴度高,高效复合加工,节约刀柄和换刀时间;一般采用外冷设计;适用于有色金属及其合金、铸铁材料(≤2倍径)的钻孔和攻丝。其二是螺纹钻铣刀(见图42),锑玛介绍说它集钻孔、孔口倒角、铣螺纹为一体,功能复合,精密高效。它的冷却方式独特,钻刃采用多孔分流,螺纹刃采用中心内冷或径向内冷;适用于铝合金和铸铁材料的浅通孔加工,常用于离合器和差速器壳体螺纹孔的高效切削。

图41 锑玛钻攻一体刀具

图42 锑玛螺纹钻铣刀

图43是百斯图的乘用车曲轴外铣刀盘。这类加工对机床的精度和刀盘精度要求非常高,机床装上刀盘,综合刀片误差,轴向和径向跳动一般要求不超过0.03mm。该刀盘直径为760mm而铣削宽度不到15mm,刀盘大而薄,极易变形。由于接触面积较小,加之刀盘直径较大,铣削过程中有较强震动的趋势,适合高线速度、高进给、窄档宽的切削或高线速度、低进给、较宽档宽的切削(高线速度是为了减小每个切削刃的切削量从而降低每刃切削力)。该刀具可具备较高的线速度,通过排布较多刀片,从而实现较高进给,提高加工效率,通常在大批量生产及对效率要求较高的乘用车曲轴加工应用较多。该刀具的市场以前基本被国外厂商垄断,百斯图经过多次尝试与工艺改进,已经完全具备曲轴相关切削刀盘的设计、生产、制造能力。

图43 百斯图的曲轴铣刀

6.刀柄

在刀柄方面,大昭和展出了超精密液压刀柄(见图44),据大昭和介绍,该刀柄可以在4倍悬伸下,跳动控制在1mm以下,适合于高精密模具及医疗器械、钟表等精密部件,彻底解决了热装刀柄在复杂操作过程中易出现的极小径刀具折损问题。

图44 大昭和超精密液压刀柄

威迪亚展出了其母公司肯纳金属与翰默联合开发的Duo-Lock接口模块刀杆系统(见图45)。这一接口在常见的圆锥大端、端面两个接触面之外,增加了尾部圆柱的接触,加强了联接刚性,对于使用模块刀具进行粗重加工很有帮助。

图45 肯纳金属与翰默合作开发的Duo-Lock接口刀柄

大昭和还展出了一种中心内冷型角度头(见图46),对带主轴中心内冷功能机床,无需进行方向定位块导入冷却液的相关操作。大昭和介绍说,该角度头最高冷却液流量30L/min,最大冷却液压强达7MPa, 在解决作业困难的同时,实现更好的效果。

图46 大昭和展出的中心内冷型角度头

7.解决方案

在解决方案方面,不少厂家或针对具体常见加工难题,或针对典型工件,展出了自身提供解决方案的能力。

锑玛针对贯穿孔(交叉孔)提出了自己的解决方案。他们介绍说,贯穿孔加工有两大难题:首先钻头在破口处刀尖容易崩刃,进而导致断刀;其次破口处容易产生毛刺。锑玛工具研发了专门针对贯穿孔加工的钻头(他们命名为“破孔钻”),采用成型槽、大芯厚、高刚性、双棱边、特色主切削刃等多项技术,开发的破孔钻(见图47)导向性能好,刀尖强度高,同时保证刃口锋利,成功解决两大难题。

图47 锑玛贯穿孔加工(带有台阶)的破孔钻

方寸工具则针对刹车钳和涡壳两种典型零件展示了他们的解决方案。

针对刹车钳的多部位多道工序的加工,方寸工具提出了较为完整和成熟的解决方案(见图48)。方寸工具介绍说,他们的刹车钳解决方案主要切削点均采用可转位刀片,多数为ISO刀片便于管理;复合刀具专为汽车刹车钳行业特殊定制(例如卡档加工的切向密齿设计的三面刃专用刀具,满足汽车零部件企业高节拍、低成本的需求;刀片采用先进的材质,有多重槽型及圆角供选择),效率极高,大幅降低客户制造成本;精确的槽型型线啮合刀片(例如端面槽加工采用负型刀片与异型刀片组合,精确的端面槽型线啮合,保证了极高的加工效率),专属非标刀片制造,在实际切削中有良好的表现;不断优化的整套方案,充分的实施验证,提高效率,节约整个制造系统成本;满足世界顶级汽车零部件企业高效率的要求。

图48 方寸工具刹车钳加工方案

图49是方寸涡壳加工方案。他们介绍说,涡壳工件材料有球墨铸铁类、高镍铸铁类,以及耐热不锈钢类等多种,一般来说柴油机涡轮工作温度在850℃左右,汽油机涡轮工作温度在1050~1200℃左右。涡轮增压器加工难点较多,但他们都有成熟的解决方案。总体上他们的方案主要切削点均采用可转位刀片,多数为ISO刀片,便于管理,也便于根据加工对象特点选择不同的刀片材质;这些特殊的复合刀具都是专为汽车涡轮增压系统行业定制,效率极高,能大幅降低客户制造成本;刀片选择与应用方面,无论ISO还是非标定制刀片,在客户实际切削中均有优异的表现。例如涡轮壳的加工难点之一的V带加工,需要特殊刀具,而高镍材料对刀具寿命又是很大的考验,方寸采用特别的刀片设计、特殊的刃口处理和专用高效的涂层,基本解决这类问题;气道精车采用特殊的刀体材料和高效的ISO刀片,被客户誉为完美诠释了气道的精加工。

图49 方寸工具涡壳加工方案

图50是森拉天时介绍的CERATIZIT 3x3钢材车削矩阵。森拉天时介绍说,使用这个矩阵,正确选刀仅需两步就可以迅速可靠的找到满足需求的牌号、槽型及切削参数。它的3x3是包括3个牌号和3种断屑槽:3个牌号分别对应高切削参数的耐磨牌号、适合轻度断续加工的通用牌号和适合断续切削和难加工的工况的韧性牌号,而3个槽型(负型)分别用于精加工、半精加工和粗加工。

图50 森拉天时CERATIZIT 3x3钢材车削矩阵

山特维克可乐满还在展会上推出的一系列联网解决方案帮助机械加工企业为进入工业4.0时代做好准备,其中包括Silent ToolsTM+ 和CoroBoreR+。

Silent ToolsTM+是在可乐满原有的减振刀具的前端内部增加了传感器,可以在最灵敏的前端将刀具的受力和变形等动态数据采集,并通过刀具内部传输到刀具的夹持部分,并且可以以十分直观的形式在监控屏幕上反映出来,这会对及时掌握刀具的加工状态很有帮助,将来有一天,这些数据也能帮助计算机系统主动做出智能的判断。

图51 山特维克可乐满的Silent ToolsTM+

CoroBoreR+则是在镗刀头内增加了一套遥控的执行机构,使用者可以通过相应的遥控装置来调节镗刀的尺寸而无需停机后将镗刀取出再进行调节。目前的这种可遥控调节尺寸的镗刀还只能是镗头相对直径稍大的。

图52 CoroBoreR+

翰默在展出传统的刀柄、热装机、平衡机的基础上,还展出了Microset VIO系列对刀仪。这是他们在从德马吉森精机兼并了Microset GmbH对刀仪公司后的新变化。翰默介绍说,所有的Microset对刀仪都拥有一流的硬件,杰出的人体工程学和简易的操作,所有的对刀仪部件都安装在稳定的铸铁基座上,因此无需频繁的校准,有助于减少在使用中的问题。而展出的VIO Linear系列是翰默对刀仪产品中的一个亮点,它是带线性马达的系列产品,针对于要求高效率和高精度的钻头、铣刀和车刀的预调。

图53 翰默Microset VIO系列对刀仪

玛帕也展出了类似的对刀仪。

在松德、阿诺、品悦等公司的展台上,我们都看到了智能刀具柜的身影(见图54)——这标志着这些企业已开始涉足向用户提供刀具管理的服务。松德向我们介绍了他们的智能刀具柜的六大特点:

图54 松德、阿诺展出的智能刀具柜

一是无人值守:智能刀具柜实时刀具消耗统计,可追溯、可统计、可分析,不间断,领料高效便捷,减少库管人员,提高生产效率;二是及时掌握:工人无需奔波于车间和仓库之间,支持多种报警方式,提供实时消耗报表,可跟踪刀具的使用情况如人员、时间等;三是易学易用:库管人员只需简单的软件操作即可无差错完成工作。降低对人员的要求便于实施刀具管理;四是定时提醒:全方位控制领料、定时换刀报警、缺料报警,降低库存量,提高周转率;五是成本控制:可视化输出当前工单制造成本、消耗成本和统计结果,完善的成本控制;六是无误发料:避免漏发、错发料现象,减少浪费和过度配置,降低断料风险。由于这一系列的优点,松德展出的智能刀具柜在展会现场即被用户订购。□

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