隨著科學技術的不斷進步,大量的普通機床將逐步讓位于技術含量高、附加值大的數控機床。用戶所要加工的零件變得日趨復雜,對于刀具的材料、刀具切削刃的幾何形狀和切削工藝都提出了更高要求。金屬切削刀具同數控機床一樣,正朝著精密、高效、柔性、成套、綠色方向發展。數控加工刀具產品成為本屆展會刀具產品的主流。產品制造成本的上升比產品價格的增長快得多,削減生產成本、提高生產效率,比單純節省刀具費用顯得更加重要。山特維克可樂滿公司認為,切削刀具的硬度和鋒利只是體現了產品一半的內涵,所以提出了稱之為制造經濟學的觀點。這一觀點認為,盡管購置金屬切削刀具只占生產成本的3%,但卻能減少15%~20%的總生產成本。山特維克可樂滿幫助用戶改善已有的生產流程,不斷地挖掘節約成本和賺取利潤的新方法,努力使客戶的投資回報率最大化。先進的理念推動切削加工技術提升到了一個新的高度。現代切削加工的技術特點是高速切削,高速切削技術廣泛的應用在航空、航天、汽車、機械制造、模具加工以及國防等各個領域。在CIMT2007展會上大家可以清楚地看到,數控技術和刀具技術推動了高速切削的發展。目前,在金屬加工技術中已經融入了新的理念,其宗旨是提高產品質量、降低制造成本、縮短開發周期、提高生產效率。刀具生產企業的價值已不僅體現它所提供的產品,還體現在它所提供的服務和為金屬加工提供的全面解決方案上。
新的刀具涂層
涂層已經成為現代切削刀具材料不可分割的部分,刀具涂層的主要功能是通過提高切削速度和進給率來提高生產效率。展會上展出的絕大多數刀具都采用了各種涂層技術。巴爾查斯展示了一種新型的工具涂層材料,材料的主要成分是氮鉻化鋁(AlCrN)。這是巴爾查斯研制開發的第6代涂層,這種新型的涂層比傳統的鈦類涂層(如TiCN、TiAlN、AlTiN涂層等)在性能上有明顯的提升。氮鉻化鋁涂層具有良好的抗氧化性和熱硬度,尤其適用在硬質合金端銑刀、高速鋼面銑刀、硬質合金滾齒刀和可轉位硬質合金刀片上。采用氮鉻化鋁涂層的刀具,可以明顯提高切削速度,更好地發揮現代機床的潛力,使機床在單位時間里生產更多的零件。天威賽利的第2代Supernitride AlTiN涂層是一種納米復合涂層結構,材料為碳黑色或金色。該材料涂層具有精細的涂層結構、超強的結合力、不同反響的抗氧化性和較佳的韌性。這是一個能同時具有氧化物體化學穩定性和硬質涂層物理特性的涂層家族。它能適應更廣泛的材料加工,無論是用于鈦合金、太球墨鑄鐵(GGV)還是鋁或鎂等,均有很好效果。涂層采用天威賽利公司先進的陰極真空磁控濺射技術進行加工。在較強沖擊力的齒輪加工中使用Supernitride AlTiN涂層刀具,可以大幅提高加工效率。山特維克可樂滿采用能消除殘余應力的低應力多層涂層技術,從而改變了刀片的性能。多層涂層由數層薄涂層堆積而成,各層之間是以中間層分割。利用多層涂層,用戶可以根據特定的加工作業,改變各涂層之間的特性,確保涂層與刀具基底和諧工作。刀片采用多層基底可使各涂層的屬性結合,從而優化切除金屬的能力。多層涂層主要采用氮碳化鈦(TiCN)、三氧化二鋁(Al2O3)、氮化鈦(TiN)和多種中間薄涂層材料。刀具涂層與刀具基底具備很高的硬度、斷裂韌度和耐磨強度,能使刀片發揮更好的性能。制造商根據用戶特定應用場合的需要,采用特定的材料制造出特定性能的刀片,以滿足對各種材料的加工。
新的刀具結構
在銑削領域中,山高刀具公司(SECO)推出了一種在仿形銑削當中使用的新型球頭銑刀。球頭銑刀有2個有效齒,銑刀采用了高剛性的設計方案,提高了切削效率。銑刀有較高的加工性能和更好的穩定性,可以承受非常大的進給量。本次展出型號為R218.20的銑刀擁有獨特的帶定位楔的刀座,可以避免鎖緊螺釘應力集中并防止刀片轉動。銑刀排屑空間大并帶有一個大圓弧面,使刀具的中心處更堅固。同一刀片上有2個非常輕快的切削刃,沿切削刃有一個恒定的前角,切削刃的S型曲線有利于降低切削力。順暢的幾何角度產生非常低的切削力,提高了刀具的使用壽命。高強度的刀片保證了銑刀的最大安全性和可靠性。株洲鉆石切削刀具有限公司展出了一種BMR03系列的球頭銑刀和刀片,它是一種用于曲面仿形輪廓銑削和圓角清根銑削的高效率加工刀具。刀片采用獨特的凹形側壁設計,有效地避免了加工時刀片側面與工件接觸而產生的切屑刮擦,提高了加工工件的表面加工質量。刀具刀體采用特殊的耐熱合金鋼制造,特殊化的變截面槽型和大前角設計,降低了切削阻力,使切削更加輕快。黛杰工業株式會社的7種可換刀頭,可同超強硬刀桿自由組合,在懸長較大的加工中可有效抑制振動。刀頭可在機床上方便更換,刀桿可重復使用。一支硬質合金刀桿最多有23種組合方式。與傳統鋼制刀桿相比,加工效率可提高2~3倍。 #p#分頁標題#e#
新型盤式刀庫
WFL機床公司展出的M60車銑復合加工中心帶有一個多達120把刀位的無磨損、免維護刀庫。這種新型盤式刀庫取代了傳統的鏈式刀庫,加工中心可根據不同的需要選配刀庫。刀庫刀位的數量并不是判斷刀庫優劣的惟一指標,可存放最大尺寸的刀具也同樣重要。加工各種不同的零件需要配備大量不同的刀具,即使對長度達900mm,重達20kg的刀具,機床的雙頭換刀機械手也能應付自如。這一創新設計的新型盤式刀庫已經申請了專利,它獨特的功能特別適合加工棒類零件。WFL公司新的M35系列車銑復合加工中心新型的盤式刀庫可存儲80把刀具,雙夾爪換刀器可以對重達15kg,長達450mm的刀具進行自動更換,確保對零件進行高效、高精度的加工。盤式刀庫所承載的刀具重量可達1200kg。
創新的刀具技術
伊斯卡刀具公司在展會上推出了迷你蝴蝶槽刀、八角飛碟銑刀、多功能鉆頭、卡口式鉸刀、強力刀柄和熱縮夾頭等一系列產品本已經令人目不暇接,展臺前不時演出的強歌勁舞吸引了大批的參觀者,使其人氣大增。本次伊斯卡開發技術獨特的Al2O3多涂層,使刀具在加工時更耐磨,適用于鋼材質的高速車削、斷續車削;Al2O3內涂層加PVD外涂層的復合涂層,改進了刀具加工特性,適合于高速銑削鑄鐵;特殊的PVD涂層含鋁量高,增強了刀具的耐熱性,適合加工淬硬鋼、鈦合金、鎳基合金及不銹鋼。伊斯卡的研發涉及到了銑削、車削、切槽、鉆削等加工領域。加工飛機零件時,鋁材的去除量遠遠多于其他材料。三菱綜合材料株式會社采用尖端的技術開發了超耐熱合金、鈦合金加工用的刀具。在鈦合金、鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金和不銹鋼等難切削材料的加工中,采用優化槽狀的多刃銑刀可降低切削力,實現高質量的穩定切削。三菱開發的鋁合金加工專用立銑刀可大幅度縮短加工時間,有效降低生產成本,滿足了航空、航天工業的加工需求。
智能化管理系統
提高產品質量、降低生產成本、優化刀具的選擇和應用是刀具制造商和用戶的共同目標。肯那金屬公司在展會上展出了刀具管理系統,為用戶提供了最佳的刀具管理方案。刀具管理系統的主要目標是維持刀具在離線狀態下對刀具的維護。刀具維護包括保持刀具切削尺寸、刀具的更換、重新測量程序零點等。該管理系統可使常用刀具的庫存減少5%,使行政管理成本降低90%,刀具的更換時間可減少70%。WFL公司的M35系列機床在切削過程中,機床的內置工藝監測系統監測伺服軸與加工主軸的受力狀況,操作者能清晰地感知實際的金屬切削過程。該系統的刀具破損和干涉監控功能可以有效地避免機床在過載的情況下持續切削。M35系列機床在“教學加工(Teach-in)”的模式下運行時,機床可記錄完整的切削力數據,并與預設參數相比較。如果切削力超過預設切削力的公差上限,機床將自動停機。隨著切削技術刀具和機床技術的迅猛發展,人們對金屬切削刀具的更加重視。降低制造企業刀具總成本、提高客戶服務水平為宗旨,把刀具和加工藝完美地結合到一起,為客戶提供全面的解決方案,將使工業的牙齒更鋒利。
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