CIMT2019展品述評|部分工具系統(tǒng)及解決方案

在CIMT2019，行業(yè)巨擘匯集，精品新品迭出。來自國內(nèi)外的知名工具企業(yè)攜兩年來的創(chuàng)新產(chǎn)品參展，本文對本屆CIMT上展出的部分工具系統(tǒng)和切削加工解決方案的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行介紹和評述。

一、工具系統(tǒng)

1.大昭和端面冷卻型夾套的美夾微型刀柄

通常對于彈簧刀柄的印象還停留在是一種應(yīng)用廣泛但精度普通的刀柄。在本屆CIMT上，大昭和公司展出的端面冷卻螺母作為彈簧刀柄的一個(gè)配件，可應(yīng)用于外徑最小10mm、抗干涉性強(qiáng)、刃具伸出4倍直徑處、跳動(dòng)僅3微米的高精度美夾微型刀柄上。

圖1  大昭和美夾微型刀柄

在模具的精銑加工時(shí)，跳動(dòng)精度是直接影響加工效果及刃具壽命的最重要指標(biāo)。但在某些干涉部位，外冷噴淋困難，而微小刃具內(nèi)冷孔制作難度大、成本高。隨著高速機(jī)床的普及，微小型刃具在高轉(zhuǎn)速時(shí)外冷較難接近越發(fā)突出。

大昭和展出的這款端面冷卻螺母在面對以上難題時(shí)，通過兩個(gè)特殊角度的噴淋孔，將冷卻液精準(zhǔn)地送向刀尖，尤其是在加工如耐熱合金、易產(chǎn)生粘刀的難加工材料時(shí)，不僅從最重要的跳動(dòng)精度方面，更從精準(zhǔn)的冷卻效果上進(jìn)一步提升了加工質(zhì)量。

2. 森泰英格“鯊魚”系列液壓刀柄

森泰英格公司在本屆CIMT展出了其“鯊魚”系列液壓刀柄，其外觀采用“鯊魚鰓”防滑結(jié)構(gòu)，可增大抓握摩擦阻力，更符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，避免使用滑落造成安全事故。刀柄采用整體式設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能夠有效降低密封造成的泄漏風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)避免干涉；其雙強(qiáng)力鎖緊環(huán)和螺旋變形槽設(shè)計(jì)，大大提高了液壓刀柄夾持扭矩；密封采用抗老化材料，可有效降低密封材料在高壓環(huán)境下的老化速度，提高液壓刀柄壽命；特殊的表面處理提高了液壓刀柄表面耐氧化腐蝕能力，保持液壓刀柄精度的持久性；精密動(dòng)平衡設(shè)計(jì)，在25000r/min下可達(dá)G2.5級精度，保證液壓刀柄在高速加工中良好的使用性能；而在夾持直徑4倍處的跳動(dòng)要控制在0.002mm以下的超高精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，保證了液壓刀柄高精度加工使用性能。該刀柄具有的超強(qiáng)夾持能力，可用于各種加工環(huán)境。

圖2  森泰英格展臺上的鯊魚”系列液壓刀柄

3. 日研數(shù)控車床用高精度雙零位補(bǔ)正刀柄

日研公司展出了數(shù)控車床上用的調(diào)刀刀柄，它不僅可以調(diào)整接近刀柄處的跳動(dòng)，還可以調(diào)整遠(yuǎn)離刀柄的懸伸端的跳動(dòng)。因?yàn)榭梢韵h(yuǎn)端、近端兩處的跳動(dòng)，日研將其稱為“雙零位補(bǔ)正刀柄”。

圖3  日研數(shù)控車床用高精度雙零位補(bǔ)正刀柄

二、切削加工解決方案

1. 森泰英格汽車零部件加工方案 

在森泰英格的汽車零部件加工方案展臺，可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋、轉(zhuǎn)向節(jié)、驅(qū)動(dòng)器電機(jī)殼、變速器殼體、制動(dòng)鉗和主缸的加工刀具和零件展示。同時(shí)，森泰英格公司還推出了PCD整體刀具和可轉(zhuǎn)位刀具、PCD和可轉(zhuǎn)位的復(fù)合刀具，滿足各類汽車零部件加工。

圖4  森泰英格汽車零部件加工方案展臺

2. 方寸動(dòng)力電機(jī)殼體加工方案

無錫方寸工具公司展示了其針對動(dòng)力電機(jī)殼體的解決方案。在大孔鏜刀（圖5右）上，方寸采用專業(yè)軟件進(jìn)行智能設(shè)計(jì)，為新能源電機(jī)產(chǎn)業(yè)提供解決方案。它采用獨(dú)特的桁架式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造復(fù)合鏜刀，使得該鏜刀的重量較整體結(jié)構(gòu)鏜刀大大減輕，刀具的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量顯著減少，從而使機(jī)床主軸的受力大為改善，有利于充分提高機(jī)床的轉(zhuǎn)速，從而得到更高的加工效率。而針對軸承部加工開發(fā)的多齒復(fù)合銑刀（圖5左），采用鋒利的鋁合金專用刀片，內(nèi)外同步加工快速高效，適合高節(jié)拍加工。

圖5  方寸針對動(dòng)力電機(jī)殼體的解決方案

3. 方寸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工方案

在針對發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工方案方面，無錫方寸公司展出了燃燒室及結(jié)合面加工、軸承蓋卡檔加工、頰板面加工、主軸孔加工、缸孔加工、啟動(dòng)電機(jī)孔加工等多個(gè)部件加工解決方案。

在燃燒室及結(jié)合面加工方面，方寸的密齒粗銑刀經(jīng)過特別優(yōu)化的切削刃角度，避免了鑄件的崩邊發(fā)生，高效穩(wěn)定；而密齒精銑刀使用高精度多齒修光刃，在長效保證表面質(zhì)量要求的同時(shí)加工效率也達(dá)到國際先進(jìn)水平。在軸承蓋卡檔加工方面，方寸采用了刀夾式密齒焊接CBN銑刀，動(dòng)平衡性能好，可以滿足高節(jié)拍需要。在頰板面加工方面（圖6右），方寸的切向布齒組合銑刀采用密齒設(shè)計(jì)，效率更高，而各刀盤組合成螺旋狀齒型，切削狀態(tài)平穩(wěn)，切削刃更換周期長。在主軸孔加工方面，方寸采用偏心進(jìn)刀的線鏜刀（圖7左）加工曲軸孔，多階同步加工，采用特殊材料制造的刀體能得到高度的工藝穩(wěn)定性。在缸孔加工方面（圖6左上），方寸采用多刃刀夾式粗鏜刀+多刃嵌入式微調(diào)精鏜刀的方案，多刃刀夾式粗鏜刀特殊優(yōu)化的抑振設(shè)計(jì)，而多刃嵌入式微調(diào)精鏜刀，其嵌入式結(jié)構(gòu)不僅能排布更多切削刃，更能提供極高的穩(wěn)定性（圖7右）。在啟動(dòng)電機(jī)孔加工方面（圖6左下），方寸的多刃嵌入式精鏜刀采用類似于缸孔精鏜的解決方案。

圖6   方寸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工方案

圖7  方寸的兩種孔加工刀具

4. 方寸的轉(zhuǎn)向節(jié)加工方案

方寸展示的轉(zhuǎn)向節(jié)加工方案如圖8所示，包括軸承孔復(fù)合加工、橫拉孔端面加工、支臂孔加工、控制臂孔加工等，針對兩種主流材料（鋁合金及鑄鐵）可以采用PCD刀片或硬質(zhì)合金刀片，且多數(shù)為便于管理的ISO刀片。復(fù)合刀具專為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)行業(yè)特殊定制，高效率，高穩(wěn)定性，能大幅降低客戶生產(chǎn)成本。反復(fù)試驗(yàn)選定的刀片組合模和不斷優(yōu)化的方案，在眾多用戶使用中表現(xiàn)出了加工效率高等特點(diǎn)以及極佳的綜合成本優(yōu)勢。

圖8  方寸的轉(zhuǎn)向節(jié)加工方案

5. 可樂滿數(shù)字化解決方案MachiningInsights

山特維克可樂滿在本屆CIMT上展示了車間設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)字化解決方案。采用數(shù)字化解決方案監(jiān)控設(shè)備利用率，可使車間的生產(chǎn)率和盈利能力得到大幅度提升，這遠(yuǎn)非其他方式能比擬的，而這正是山特維克可樂滿推出MachiningInsights的目的所在。

圖9  操作員通過機(jī)床邊聯(lián)網(wǎng)的平板輸入具體的停機(jī)信息

MachiningInsights不僅僅是一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，它還可以收集數(shù)據(jù)，指出需要關(guān)注的問題，并獲得對設(shè)備的深入全面了解，以據(jù)此采取措施。對于希望減少生產(chǎn)過程中的浪費(fèi)并順利實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工作方式轉(zhuǎn)型的制造商來說，采用MachiningInsights能夠幫助制造商減少生產(chǎn)中的浪費(fèi)，并快捷地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

許多制造業(yè)的客戶在發(fā)現(xiàn)和分析停機(jī)原因時(shí)面臨了巨大的挑戰(zhàn)，而MachiningInsights能夠幫助制造業(yè)客戶輕松解決這個(gè)難題。取代傳統(tǒng)的人工收集、手動(dòng)歸類和手動(dòng)分析的方法，該數(shù)字化解決方案直接自動(dòng)從聯(lián)網(wǎng)的機(jī)床中進(jìn)行收集和運(yùn)算，使得制造商可以利用該數(shù)字化解決方案分析設(shè)備利用率，并采取相應(yīng)措施優(yōu)化生產(chǎn)流程，從而提升生產(chǎn)率。借助數(shù)字化連接和附加的操作員輸入功能，系統(tǒng)自身的分析能力得到進(jìn)一步提升。借助在線可視化工具，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明化，操作員可通過Web瀏覽器訪問相關(guān)數(shù)據(jù)。MachiningInsights數(shù)字化解決方案無需借助復(fù)雜的IT項(xiàng)目即可啟動(dòng)和運(yùn)行，幫助制造企業(yè)將數(shù)字化智能制造快速簡單地整合到生產(chǎn)現(xiàn)場。

近年來，我國工具行業(yè)在為現(xiàn)代制造業(yè)用戶服務(wù)方面的長足進(jìn)步有目共睹，但縱觀本屆CIMT，尚未能見到國內(nèi)工具企業(yè)在數(shù)字化智能制造方面推出產(chǎn)品，說明我們與國際先進(jìn)水平還有相當(dāng)差距。本屆展會(huì)的主題是“融合共贏智造未來”，還需要全行業(yè)的不斷創(chuàng)新、持之以恒的技術(shù)積累和潛心鉆研才能實(shí)現(xiàn)。