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让工业的牙齿更锋利 |
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作者： 来源：MM《现代制造》 |
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在现代金属加工中，金属切削刀具被喻为工业的牙齿。为了让工业的牙齿更锋利，在CIMT2007展会上，山特维克可乐满、肯那、山高、特固克、伊斯卡、株洲钻石、大昭和、黛杰、日立、三菱、不二越、泰珂洛、金万众等众多设计、生产和销售刀具的厂商同台竞技，各领风骚。各公司展出的刀片、刀杆、刀卡、刀柄、刀盘、刀库等产品琳琅满目，基本代表了当今金属切削技术发展的方向。
新的切削理念
随着科学技术的不断进步，大量的普通机床将逐步让位于技术含量高、附加值大的数控机床。用户所要加工的零件变得日趋复杂，对于刀具的材料、刀具切削刃的几何形状和切削工艺都提出了更高要求。金属切削刀具同数控机床一样，正朝着精密、高效、柔性、成套、绿色方向发展。数控加工刀具产品成为本届展会刀具产品的主流。
产品制造成本的上升比产品价格的增长快得多，削减生产成本、提高生产效率，比单纯节省刀具费用显得更加重要。山特维克可乐满公司认为，切削刀具的硬度和锋利只是体现了产品一半的内涵，所以提出了称之为制造经济学的观点。这一观点认为，尽管购置金属切削刀具只占生产成本的3%，但却能减少15％～20%的总生产成本。山特维克可乐满帮助用户改善已有的生产流程，不断地挖掘节约成本和赚取利润的新方法，努力使客户的投资回报率最大化。先进的理念推动切削加工技术提升到了一个新的高度。
现代切削加工的技术特点是高速切削，高速切削技术广泛的应用在航空、航天、汽车、机械制造、模具加工以及国防等各个领域。在CIMT2007展会上大家可以清楚地看到，数控技术和刀具技术推动了高速切削的发展。目前，在金属加工技术中已经融入了新的理念，其宗旨是提高产品质量、降低制造成本、缩短开发周期、提高生产效率。 刀具生产企业的价值已不仅体现它所提供的产品，还体现在它所提供的服务和为金属加工提供的全面解决方案上。
新的刀具涂层
涂层已经成为现代切削刀具材料不可分割的部分，刀具涂层的主要功能是通过提高切削速度和进给率来提高生产效率。展会上展出的绝大多数刀具都采用了各种涂层技术。
巴尔查斯展示了一种新型的工具涂层材料，材料的主要成分是氮铬化铝（AlCrN）。这是巴尔查斯研制开发的第6代涂层，这种新型的涂层比传统的钛类涂层（如TiCN、TiAlN、AlTiN涂层等）在性能上有明显的提升。氮铬化铝涂层具有良好的抗氧化性和热硬度，尤其适用在硬质合金端铣刀、高速钢面铣刀、硬质合金滚齿刀和可转位硬质合金刀片上。采用氮铬化铝涂层的刀具，可以明显提高切削速度，更好地发挥现代机床的潜力，使机床在单位时间里生产更多的零件。
天威赛利的第2代Supernitride AlTiN涂层是一种纳米复合涂层结构，材料为碳黑色或金色。该材料涂层具有精细的涂层结构、超强的结合力、不同反响的抗氧化性和较佳的韧性。这是一个能同时具有氧化物体化学稳定性和硬质涂层物理特性的涂层家族。它能适应更广泛的材料加工，无论是用于钛合金、太球墨铸铁(GGV)还是铝或镁等，均有很好效果。涂层采用天威赛利公司先进的阴极真空磁控溅射技术进行加工。在较强冲击力的齿轮加工中使用Supernitride AlTiN涂层刀具，可以大幅提高加工效率。
无应力涂层
无应力涂层
山特维克可乐满采用能消除残余应力的低应力多层涂层技术，从而改变了刀片的性能。多层涂层由数层薄涂层堆积而成，各层之间是以中间层分割。利用多层涂层，用户可以根据特定的加工作业，改变各涂层之间的特性，确保涂层与刀具基底和谐工作。刀片采用多层基底可使各涂层的属性结合，从而优化切除金属的能力。多层涂层主要采用氮碳化钛（TiCN）、三氧化二铝（Al2Q3）、氮化钛（TiN）和多种中间薄涂层材料。刀具涂层与刀具基底具备很高的硬度、断裂韧度和耐磨强度，能使刀片发挥更好的性能。制造商根据用户特定应用场合的需要，采用特定的材料制造出特定性能的刀片，以满足对各种材料的加工。
新的刀具结构
在铣削领域中，山高刀具公司（SECO）推出了一种在仿形铣削当中使用的新型球头铣刀。球头铣刀有2个有效齿，铣刀采用了高刚性的设计方案，提高了切削效率。铣刀有较高的加工性能和更好的稳定性，可以承受非常大的进给量。本次展出型号为R218．20的铣刀拥有独特的带定位楔的刀座，可以避免锁紧螺钉应力集中并防止刀片转动。铣刀排屑空间大并带有一个大圆弧面，使刀具的中心处更坚固。同一刀片上有2个非常轻快的切削刃，沿切削刃有一个恒定的前角，切削刃的S型曲线有利于降低切削力。顺畅的几何角度产生非常低的切削力，提高了刀具的使用寿命。高强度的刀片保证了铣刀的最大安全性和可靠性。
株洲钻石切削刀具有限公司展出了一种BMR03系列的球头铣刀和刀片，它是一种用于曲面仿形轮廓铣削和圆角清根铣削的高效率加工刀具。刀片采用独特的凹形侧壁设计，有效地避免了加工时刀片侧面与工件接触而产生的切屑刮擦，提高了加工工件的表面加工质量。刀具刀体采用特殊的耐热合金钢制造，特殊化的变截面槽型和大前角设计，降低了切削阻力，使切削更加轻快。
黛杰工业株式会社的7种可换刀头，可同超强硬刀杆自由组合，在悬长较大的加工中可有效抑制振动。刀头可在机床上方便更换，刀杆可重复使用。一支硬质合金刀杆最多有23种组合方式。与传统钢制刀杆相比，加工效率可提高2~3倍。
新型的盘式刀库
新型盘式刀库
WFL机床公司展出的M60车铣复合加工中心带有一个多达120把刀位的无磨损、免维护刀库。这种新型盘式刀库取代了传统的链式刀库，加工中心可根据不同的需要选配刀库。刀库刀位的数量并不是判断刀库优劣的惟一指标，可存放最大尺寸的刀具也同样重要。加工各种不同的零件需要配备大量不同的刀具，即使对长度达900mm，重达20kg的刀具，机床的双头换刀机械手也能应付自如。
这一创新设计的新型盘式刀库已经申请了专利，它独特的功能特别适合加工棒类零件。WFL公司新的M35系列车铣复合加工中心新型的盘式刀库可存储80把刀具，双夹爪换刀器可以对重达15kg，长达450mm的刀具进行自动更换，确保对零件进行高效、高精度的加工。盘式刀库所承载的刀具重量可达1200kg。
创新的刀具技术
伊斯卡刀具公司在展会上推出了迷你蝴蝶槽刀、八角飞碟铣刀、多功能钻头、卡口式铰刀、强力刀柄和热缩夹头等一系列产品本已经令人目不暇接，展台前不时演出的强歌劲舞吸引了大批的参观者，使其人气大增。
本次伊斯卡开发技术独特的Al2Q3多涂层，使刀具在加工时更耐磨，适用于钢材质的高速车削、断续车削；Al2Q3内涂层加PVD外涂层的复合涂层，改进了刀具加工特性，适合于高速铣削铸铁；特殊的PVD涂层含铝量高，增强了刀具的耐热性，适合加工淬硬钢、钛合金、镍基合金及不锈钢。伊斯卡的研发涉及到了铣削、车削、切槽、钻削等加工领域。
加工飞机零件时，铝材的去除量远远多于其他材料。三菱综合材料株式会社采用尖端的技术开发了超耐热合金、钛合金加工用的刀具。在钛合金、镍铬铁耐热耐蚀合金和不锈钢等难切削材料的加工中，采用优化槽状的多刃铣刀可降低切削力，实现高质量的稳定切削。三菱开发的铝合金加工专用立铣刀可大幅度缩短加工时间，有效降低生产成本，满足了航空、航天工业的加工需求。
智能化管理系统
提高产品质量、降低生产成本、优化刀具的选择和应用是刀具制造商和用户的共同目标。肯那金属公司在展会上展出了刀具管理系统，为用户提供了最佳的刀具管理方案。刀具管理系统的主要目标是维持刀具在离线状态下对刀具的维护。刀具维护包括保持刀具切削尺寸、刀具的更换、重新测量程序零点等。该管理系统可使常用刀具的库存减少5%，使行政管理成本降低90%，刀具的更换时间可减少70%。
WFL公司的M35系列机床在切削过程中，机床的内置工艺监测系统监测伺服轴与加工主轴的受力状况，操作者能清晰地感知实际的金属切削过程。该系统的刀具破损和干涉监控功能可以有效地避免机床在过载的情况下持续切削。M35系列机床在“教学加工（Teach－in）”的模式下运行时，机床可记录完整的切削力数据，并与预设参数相比较。如果切削力超过预设切削力的公差上限，机床将自动停机。
随着切削技术刀具和机床技术的迅猛发展，人们对金属切削刀具的更加重视。降低制造企业刀具总成本、提高客户服务水平为宗旨，把刀具和加工艺完美地结合到一起，为客户提供全面的解决方案，将使工业的牙齿更锋利。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(6/5/2007) |
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