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瓦爾特的螺紋擠壓絲錐在巴特迪本的Profiroll改善加工穩定性

2014-11-3 來源：數控機床市場網作者：Walter

擠壓成型專家攜手同行

從冷成型車削到螺紋擠壓絲錐再到無屑技術，這是行業趨勢，不足為奇。Profiroll Technologies GmbH位于巴特迪本的Saxony鎮，是世界領先的機床和刀具制造廠，也在不斷探索，尋求加工旋轉對稱工件的最佳方案。在生產機器零件螺紋時，生產部日益迫切需要使用螺紋擠壓絲錐。效果：刀具故障少，大大縮短了加工時間。

在這種環境下，深孔和材料質量不穩定性往往使刀具使用壽命難以適應加工切削絲錐的要求。產生的切屑容易被堵塞，切削力波動很大，因此絲錐存在十分嚴重的斷裂風險。最壞的情況是，只能采用火花電蝕法清除工件內的斷絲錐，這種方法費時、費用昂貴，也不保證能100％成功，因為材料后面往往留有堅硬顆粒。因此，在進行螺紋切削時，加工穩定性成了工作中的重中之重。為了避免加工穩定性出現任何風險，機床操作人員除了考慮切削參數以防萬一外，別無選擇。由于首先考慮安全，所以人們在生產效率和浪費之間“走鋼絲”，這勢必有節省大量成本的潛力。

于是，巴特迪本的Profiroll Technologies GmbH公司因運而生。對于其加工旋轉對稱工件所用的型材滾軋機，公司制造出了一系列產品，包括最長達3米的ST37線性導軌底板，ST37是一種人們熟悉的鋼材，具有不同的加工能力。地板厚16～20 mm，要求90個M5或M6通孔螺紋。正因如此，巴特迪本生產部一直以穩健的步伐使用機床切削絲錐。“幾年前，我們曾經考慮過將螺紋擠壓絲錐用于此應用，但我們沒有合適的機床。”Profiroll生產部經理Peter Zintl說。

因為加工節拍短，老式機床通常不能在幾秒內使主軸從零提速到標稱轉速，而這是使用高性能刀具（例如螺紋擠壓絲錐）保證成本效益的前提條件。主軸提速浪費了寶貴的時間。能否以某種方式讓主軸以低于全速的速度運行呢？這種想法可行但問題不少。“如果切削速度太低，在成形時材料不能順利‘流過’，而且刀具也磨損得更快。”瓦爾特德國公司技術支持與銷售部Thomas Neugebauer說。

“不管過程，只看結果”

當2013年初從SHW購買一臺全新動力強勁的機床時，情況突然發生了變化，當時這臺機床還以Uni-Speed 7通用加工中心的形式在市場上銷售?？墒?，現在使用高性能螺紋切削刀具時，無需其他任何東西。為了客戶Profiroll能同時兼顧最大加工穩定性和最佳生產效率，作為刀具的長期合作伙伴，瓦爾特推薦采用徑向內冷的Walter Prototyp （瓦爾特-普瑞特）Protodyn® S Eco Plus螺紋擠壓絲錐。通過對耐磨損TiN涂層的進一步提煉及后續的蒸汽處理，這些刀具的切削速度較原來使用的機床切削絲錐高兩倍。換言之，加工時間縮短70％。

螺紋一次成型

對于采用經過熱處理的C45 或42CrMo5材質的軸承座而言，加工M8螺紋的成本能夠節省更多。加工這些零件時，可采用matec 40-HV加工中心。大多數螺紋（大約50％）屬于深度達5D的盲孔螺紋，采用Walter Prototyp （瓦爾特-普瑞特）Protodyn® S Eco Plus標準螺紋擠壓絲錐也能達到這樣的深度。“以前，在我們使用切削絲錐絲攻時，使用啄鉆加工在每次反轉退刀的同時，要退出刀具數次并清除孔低的切屑。以這種方式加工時，刀具壽命短，因為絲攻在退刀時，與孔壁發生磨擦，從而磨損較快。”Profiroll工藝規劃部主任Arno Deutrich說道。相反，采用螺紋擠壓絲錐，螺紋一次性成型，不會發生啄鉆——這是巨大的生產效率紅利。“總的來說，每件零件的加工時間縮短20分鐘。”工藝規劃部主任繼續說道。

由于工件采取預鑄孔的工藝，生產效率提高的比例還不大，瓦爾特的刀具專家給出了優化的工藝和刀具。Walter Titex（瓦爾特-蒂泰克斯）的X•treme整體硬質合金高性能鉆頭。用戶還可獲得兩重利益：刀具的進刀速率更快，鉆孔過程中刀具無需退刀清除鐵屑，清除鐵屑是以前鉆預鑄孔的標準程序，可是現在毫無必要，簡直不可想象。深孔一次成型是X•treme鉆頭的眾多長處之一，其中采用內冷及優化的涂層和槽形，也是一種市場刀具標桿。

“使用全新螺紋切削技術，是我們生產部門的一個里程碑。”Arno Deutrich總結道。不管鉆孔數量有多大，也不管深度有多深，Profiroll都會選擇螺紋擠壓絲錐。

“單一供貨渠道的機床——刀具——工藝”

客戶通常提供一份零件圖，Profiroll制定出精加工的解決方案——幾乎一臺專用機床可集成多種工藝，用于加工螺紋、齒輪等輪廓，甚至還可加工光滑表面。因此，成型技術能替代費用更加昂貴的加工工藝過程。例如，采用高精度車削凹槽往往可替代磨削，而且價格低廉。20世紀90年代以來，還生產了輾環機產品。例如，生產常用零件滾珠軸承圈。通常來說，每一種冷成型都有很多好處，零件抗拉強度高，材料不做嚴格要求，因此終端產品重量最輕。這對汽車業特別重要，因為Profiroll產品占有汽車市場大約70％的終端用戶市場份額。

螺紋擠壓絲錐——一種理想的替代品

Walter AG 圖賓根螺紋切削高級經理Timo Mager對螺紋擠壓絲錐滿懷信心。

螺紋擠壓絲錐有哪些長處？

因為不會產生切屑，螺紋擠壓絲錐的加工穩定性高，因此，其刀具使用壽命很長。因為沒有切屑，還可加工深螺紋。因為刀具沒有排屑槽，所以很堅實可靠。切削速度比切削絲錐所用的刀具高得多，因此用戶能節省大量時間。

螺紋擠壓絲錐成型對機床、材料或芯孔有何要求？

螺紋擠壓絲錐通常適合任何機床。但是，老式機床往往不能達到最高的切削速度，因此不能充分發揮刀具性能。先進的機床不會出現這種情況。

可擠壓成型的材料包括鋼材（＜1300 N/mm2）、不銹鋼（＜1100 N/mm2 ）和有色金屬。對于含Si的合金，可小于12％。一般來說，螺紋擠壓成型的底孔必須鉆得比螺紋切削底孔大。因為成型期間工件材料會堆積形成螺紋小徑，所以精確性要求更加嚴格。通常來說，孔公差為±0．02 mm。對于不易變形的材料，可加大孔徑，以便使刀具使用壽命最長。

因為螺紋擠壓成型期間多種因素的相互作用，很難對切削數據和孔徑做出通用規定。因此，我們在Walter GPS刀具軟件中儲存了詳細的推薦方案。軟件考慮了各種加工條件下的差別，并為用戶提供了技術支持。

有很多采用外冷和內冷的的刀具，內冷有何優勢？對于不會形成切屑的擠壓成型加工，不再要求沖洗切屑。

擠壓成型對于的潤滑效果要求極高。對于盲孔，內冷冷卻液能改善潤滑效果，因為冷卻液從中間流入孔內，在螺紋牙側處在壓力狀態下擠出。此外，還可清除鉆削后盲孔內留下的切屑。但是，我們還有冷卻液徑向流出的刀具產品，無論是盲孔還是通孔螺紋，這些產品變型都可保證完美潤滑。

Profiroll Technologies GmbH成立于上個世紀40年代。如今公司全球經營，全球生產，每年大約有100臺機床的銷量，不再專門加工螺紋，也加工旋轉對稱工件。共有員工約300人，還有35人接受過專門培訓。除了機床外，Profirol還供應成型刀具，并提供多種服務。更多信息，請登錄：www.profiroll.de

第一組圖片：“底板”工件圖片