模塊化刀具系統(tǒng)既優(yōu)化了內(nèi)螺紋加工效果，又節(jié)約了資源
2015-10-20 來源：數(shù)控機床市場網(wǎng) 作者：藍幟工具
模塊化刀具系統(tǒng)在銑削、車削和鉆削加工領(lǐng)域一直都是最先進的工具。其經(jīng)驗證的優(yōu)勢主要包括：可對不同的刀具組件進行快速、靈活的配置，從而制造出必要精密的刀具，減少了刀具庫存和設(shè)備的二次加工時間。
然而，對于內(nèi)螺紋加工，尤其是攻絲和螺紋成型加工而言，市場上一直沒有可用的模塊化刀具。直到幾年前，藍幟金工的研發(fā)專家在LMT Fette公司開發(fā)出了模塊化螺紋成型刀具，HPF(高性能擠壓絲錐)以及后來的XChange模塊化切削絲錐。
除了上面提到的優(yōu)點之外，這些突破性的創(chuàng)新還結(jié)合使用了兩種切削材料的強度優(yōu)勢：硬質(zhì)合金的耐磨性和高速鋼的韌性。這使得這種具有加工可靠性的方法能夠適用于新維度的性能：更為有利的刀桿扭轉(zhuǎn)特性可以實現(xiàn)更快的切銷速度，同時，還延長了刀具的使用壽命。通過內(nèi)部冷卻劑和采用同步攻絲刀柄（如：Bilz），使刀具系統(tǒng)的性能得到進一步提升。
XChange攻絲鉆：結(jié)合使用硬質(zhì)合金和高速鋼（HSS）
絲錐中高速鋼材料仍然占有90%左右。高速鋼是一種切削材料，在反轉(zhuǎn)進給過程中尤其需要利用這種材料的韌性。另一方面，即使采用最高牌號的硬質(zhì)合金制造的整體硬質(zhì)合金絲錐，也不能滿足系列化生產(chǎn)中不斷提高的可靠性要求。
新型XChange絲錐的配方的成功之處在于結(jié)合使用了耐磨性硬質(zhì)合金螺紋絲錐頭和具有高韌性的鋼制刀桿，二者均有獨立的接頭。在刀具壽命結(jié)束時，只需更換絲錐頭便可繼續(xù)使用。此外，定制的藍色“北極星”（Polaris）涂層的應(yīng)用，能夠進一步延長使用產(chǎn)品的使用壽命（圖1）。
帶藍色“北極星”涂層的XChange模塊化絲錐
新型XChange的主要優(yōu)勢是切削速度快，這樣既可以縮短加工周期和時間，又能大幅度降低每條螺紋的設(shè)備和/或加工成本。通過大量的實際應(yīng)用證明，與HSS普通高速鋼絲錐相比，該產(chǎn)品將切削速度提升了一倍。
經(jīng)濟效率
這款全新的絲錐是特別針對鑄造材料（GG和GGG）和產(chǎn)生較短切屑的材料設(shè)計的。它可輕松地加工含硅量在12%以上的鋁合金材料。在工業(yè)方面的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：批量生產(chǎn)、汽車行業(yè)（如：發(fā)動機模塊）、齒輪制造、燃油噴射系統(tǒng)、殼體加工（鑄鐵和鋁）以及家用電器（如：洗衣機）的生產(chǎn)。
根據(jù)加工材料的不同，模塊化絲錐在大約更換3次絲錐頭之后（取決于具體材料）便進入收益期。在大約更換10次絲錐頭之后，就應(yīng)該更換一個新刀桿。而在大批量生產(chǎn)中，絲錐刀桿的成本是可以忽略不計的。
根據(jù)成本效率的計算結(jié)果可知，與HSS-E高速鋼絲錐相比，使用新型Xchange可將每條螺紋的刀具成本降低50%，與VHM整體硬質(zhì)合金絲錐相比，可降低20%。
下面的應(yīng)用示例是一個真實的成功案例：一個汽車行業(yè)的供應(yīng)商要為貨運卡車生產(chǎn)一批剎車盤。此外，還必須加工規(guī)格為M 14 x 1.5的螺紋。該供應(yīng)商一直使用一家中國制造商生產(chǎn)的HSS普通高速鋼絲錐，但是對其性能并不滿意。尤其是那種攻絲鉆的使用壽命很短。此外，由于工件上絲錐在加工過程中的因為出口處的單向受力而會向一側(cè)偏轉(zhuǎn)，所以會使刀具發(fā)生故障（圖2）。為了解決這些生產(chǎn)問題，客戶開始使用LMT Fette公司生產(chǎn)的Xchange模塊化攻絲鉆。這種絲錐通過略微地減小了切屑空間，專門改進了絲錐的結(jié)構(gòu)，從而提升了穩(wěn)定性，抵消了有螺紋工件的單側(cè)偏向力。此外，為了優(yōu)化排屑效果，LMT Fette公司還為這款刀具設(shè)計了螺旋狀入口。
加工“剎車盤”部件需要絲錐滿足更高的技術(shù)要求。
客戶的要求提出了另一個挑戰(zhàn)：加工流程要全面轉(zhuǎn)換為干式加工。
Xchange絲錐的切削速度為 vc = 31 m/min，使用壽命達：35,000個螺紋孔。而競爭產(chǎn)品僅加工2,000個螺紋孔的壽命就結(jié)束了，相比之下，本產(chǎn)品的使用壽命出乎意料地提高了1,650% （圖3）。
有了Xchange刀具，可大幅度提高產(chǎn)品性能。
適用于批量生產(chǎn)
適用于批量生產(chǎn)是該產(chǎn)品的另一個優(yōu)勢。它證實了僅通過很小的應(yīng)用技術(shù)變更便可以將標準刀具轉(zhuǎn)化為高強度的批量生產(chǎn)刀具。當然，這與刀具制造商的工程專家們擁有的相關(guān)經(jīng)驗以及與用戶的密切合作是緊密相關(guān)的。
關(guān)于這一點，我們想借此機會簡要介紹一下XChange模塊化絲錐的一個新特點。現(xiàn)在，它還可以配合一根長刀桿來完成加工作業(yè)。長鉆軸可用于加工那些由于邊緣突出或肩測較寬而使鉆頭無法進入的螺紋加工（圖4）。這是在同一個刀具上結(jié)合使用了兩種優(yōu)勢：
· 硬質(zhì)合金的速度和鋼刀桿的韌性，就像Xchange的標準版產(chǎn)品所具備的特點一樣。
· 靈活性和長度。無需使用新的絲錐 – 只需換一根絲錐刀桿就足夠了。不必使用價格昂貴的特殊刀具，僅即時使用標準版產(chǎn)品便可達到特殊加工的目的。
加長刀桿的Xchange刀具是一個解決問題的能手。
環(huán)境方面
現(xiàn)代化高性能刀具同時滿足經(jīng)濟和生態(tài)要求。
Xchange模塊化刀具的藍色“北極星（Polaris）”涂層是遵循“藍色能效”倡議的顯著標志，達到了節(jié)約能源的目的：
這些刀具長久的使用壽命使刀具的能耗比單支高速鋼絲錐減少了500%，比整體硬質(zhì)合金絲錐減少30%以上。由于加工時間縮短，冷卻劑的供應(yīng)量減少，從而使機器刀具的電驅(qū)動能耗也降低了50%左右。干式加工使機油消耗量減少了100%。此外，與整體硬質(zhì)合金絲錐相比，這些模塊化刀具中的硬質(zhì)合金機器原材料鎢和鈷的消耗量也降低了85%左右。
在環(huán)境方面的另一個積極作用在于：由于加工時間縮短，設(shè)備成本降低，同時也減少了生產(chǎn)成本。
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