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【天富平台网页版】切削工具设计、制造和应用的趋势变化

切削工具技术不断发展,企业的需求也在发生变化。领先的切削工具供应商首先提出了这种观点。

切削工具技术正在以微妙而重要的方式发展,并且企业的需求也与之前不一样了。值得退后一步来评估切削工具的两个重要的变化领域,即它们的设计和制造方式以及如何使用它们。

最近,小编与切削工具供应商Horn USA的产品管理主管John Kollenbroich谈了他所看到的趋势。我们的对话是在“ IMTS spark”数字平台上进行的,以下是此次沟通的完整对话。

现代化的机械车间(MMS):在开槽,车削和切断工具中,您看到了对通过工具提供冷却液的工具的更多需求。我们将在这里讨论几个因素:对这种需求的更多认识,以及此工具的技术更改。首先,贯通式冷却液为什么有价值,为什么您认为商店对它有更大的需求?

约翰·科伦布罗伊奇(JK):将冷却剂带到切削刃对于任何制造应用都是至关重要的。它有助于冷却切削区域,提供非常需要的润滑,并有助于断屑。很多时候,外部管线用于将冷却剂喷溅到工作区域附近。长切屑很容易干扰这种传送方式,可能会打断线路。此外,当需要更换工具时,或者为了方便使用工具,可能会移动索引的冷却液管线。然后,当将线路放回原处时,它便不再与以前相同。通常情况下,采用让步方法来覆盖使用这种冷却剂加工的区域,因此所有工具都会得到一定程度的冷却,但没有一个工具能够获得理想的冷却效果。冷却液直通工具可精确定位切削液的特定方向,从而精确定位。这种冷却剂的供应通常不受切屑生产的影响,偶尔,如果使用高压,则可以帮助损坏切屑。我们也有一些应用,其中冷却液直通工具在工具寿命方面显示出明显的改善。

《【天富平台网页版】切削工具设计、制造和应用的趋势变化》

贯穿式车刀冷却液,小直径钻孔以及在工具制造过程中的有效利用,已将精确的贯穿工具冷却剂带到了较小的车刀上。照片来源:霍恩

MMS:刀具无法使用的贯穿式冷却液是以前无法提供的。为了实现这一目标,工具制造技术发生了哪些变化?

JK:发生了很大的变化,就是能够非常深地钻出小直径孔并在生产环境中进行加工。部分原因是钻孔机能够达到必要的速度,并具有可提供出色夹紧和跳动的刀柄。另一部分来自专门为此钻探应用设计的工具。在制造我们的工具时,有时会加工直径约1至1.5毫米,深度约10至20的孔。我们已经学会了设计以利用这一点。在冷却液直通工具上,可以在可能需要额外强度的区域添加材料,以允许相交的冷却液孔相应地钻出。

MMS:特别是在加工中心,速度仍在提高。也许加工中心主轴可用的最高转速并没有太大变化,但是高速主轴的使用仍然越来越普遍。因此,如果最高速度没有提高,那么商店中的平均速度肯定会提高。切削工具产品对此有何反应?刀具工程的哪个方面正在响应更高的切削速度?

JK:机器和工具似乎处于领先地位。目前,我相信切削工具是领先的,能够承受极高的表面速度。这主要归因于涂层和涂层技术。涂层不断发展,有更多的层,并且使用了不同的材料。这是所有工具制造商都在某种程度上进行的工作。涂层技术的变化在一定程度上受到了限制,并且在这个领域中发挥作用的并不多。我想到的一种方法是“ HiPIMS”,即大功率脉冲磁控溅射。此过程使用极限功率脉冲的微秒计时。这允许金属离子化成纳米尺寸的颗粒,以沉积在工具上。此过程可在保持良好润滑性的同时提高附着力和涂层硬度。

另外,这个过程大大降低了压应力。这种减少使得可以使用较小的边缘准备,从而获得更锋利的工具。可以将压缩应力视为同时向各个方向拉动的事物。如果这些应力在锋利的边缘上拉动,则会立即弹出碳化物。为了避免此问题,在工具上放置了边缘准备。基本上,磨削边缘会稍微使工具变钝。所有模具制造商都必须这样做以正确支撑涂层。借助HiPIMS,您可以拥有更小的边缘准备,从而拥有更锋利的工具,从而获得更多的自由加工。拥有更锋利的工具可以延长工具寿命。通过自我测试,我们发现使用HiPIMS涂层技术可将性能提高50%。这种减少使得可以使用较小的边缘准备,从而获得更锋利的工具。可以将压缩应力视为同时向各个方向拉动的事物。

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快速车削刀柄,快速更换工具的附件可能比逐步提高切削速度节省更多成本,因为更换工具可能会损失很多生产力。照片来源:霍恩

MMS:这是一个与前沿技术没有直接关系的主题,但是仍然可以节省大量时间:设置时间。您会看到与快速更改工具及其采用有关的内容。

JK:是的。刀具寿命的增加加起来。增加的成本可以降低零件的成本,但是在大多数情况下,这些节省的金额有限。限制因素的原因之一是换刀时间。这是加工时间的损失。有时这种损失很小,比如说更换工具需要5分钟,而有时损失可能很大,比如说需要30分钟或更长时间。如果您能够实施快速更换工具,并在1-2分钟内不断更换新工具,那么您的节省便会迅速增加。瑞士式机器是节省大量资金的领域之一。

在瑞士风格的机床上,典型的刀片更换是每个刀具15分钟。如果您每个班次要更换三个工具,那么这就是45分钟的非生产时间。现在看一下每天2次,3次的快速更改时间,而现在是6分钟。您已经获得了将近40分钟的制作时间。考虑到典型的100美元的机器费率,您仅节省了65美元的班次费用。一周执行一次,每天两次轮班,您将获得近400分钟的时间,或者一次免费生产。这可能是需要增加设备还是更好地利用您拥有的机器之间的区别。

MMS:减少设置时间是增加可用加工能力的一种方法。越来越多的商店正在探索的另一种重要方式是熄灯加工。切削工具在这里起着作用。在无人值守的加工中考虑刀具的方式是什么?

JK:熄灯加工是许多公司采用的概念,但并非所有公司都成功。有时由于机器内部的问题,只能运行某些作业。有时,商店会放慢工具速度,以延长工具寿命,以期实现完全无人值守的转变。这并不总是正确的方法。开发工具可以在某些参数范围内进行切削,并且只有在适当的操作范围内,工具的使用寿命才可以预测。一旦您具有可预测的工具寿命,无论在机器中使用多长时间,都可以开始考虑无人值守的操作。同样,在合适的参数范围内运行工具的另一个原因是芯片控制。当工具不足时,可能会发生许多事情。您可能会因为磨损多于切割而过早磨损,

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