CIMT2019展品述評|部分工具系統及解決方案

在CIMT2019，行業(yè)巨擘匯集，精品新品迭出。來(lái)自國內外的知名工具企業(yè)攜兩年來(lái)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

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，可應用于外徑最小10mm、抗干涉性強、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。但在某些干涉部位，外冷噴淋困難，而微小刃具內冷孔制作難度大、成本高。隨著(zhù)高速機床的普及，微小型刃具在高轉速時(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(guò)兩個(gè)特殊角度的噴淋孔，將冷卻液精準地送向刀尖，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(yú)”系列液壓刀柄

森泰英格公司在本屆CIMT展出了其“鯊魚(yú)”系列液壓刀柄，其外觀(guān)采用“鯊魚(yú)鰓”防滑結構，可增大抓握摩擦阻力，更符合人體工程學(xué)設計，避免使用滑落造成安全事故。刀柄采用整體式設計，結構簡(jiǎn)單、緊湊，能夠有效降低密封造成的泄漏風(fēng)險，同時(shí)避免干涉；其雙強力鎖緊環(huán)和螺旋變形槽設計，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)平衡設計，在25000r/min下可達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標準，保證了液壓刀柄高精度加工使用性能。該刀柄具有的超強夾持能力，可用于各種加工環(huán)境。

圖2  森泰英格展臺上的鯊魚(yú)”系列液壓刀柄

3. 日研數控車(chē)床用高精度雙零位補正刀柄

日研公司展出了數控車(chē)床上用的調刀刀柄，它不僅可以調整接近刀柄處的跳動(dòng)，還可以調整遠離刀柄的懸伸端的跳動(dòng)。因為可以消除遠端、近端兩處的跳動(dòng)，日研將其稱(chēng)為“雙零位補正刀柄”。

圖3  日研數控車(chē)床用高精度雙零位補正刀柄

二、切削加工解決方案

1. 森泰英格汽車(chē)零部件加工方案 

在森泰英格的汽車(chē)零部件加工方案展臺，可以看到發(fā)動(dòng)機缸體缸蓋、轉向節、驅動(dòng)器電機殼、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整體刀具和可轉位刀具、PCD和可轉位的復合刀具，滿(mǎn)足各類(lèi)汽車(chē)零部件加工。

圖4  森泰英格汽車(chē)零部件加工方案展臺

2. 方寸動(dòng)力電機殼體加工方案

無(wú)錫方寸工具公司展示了其針對動(dòng)力電機殼體的解決方案。在大孔鏜刀（圖5右）上，方寸采用專(zhuān)業(yè)軟件進(jìn)行智能設計，為新能源電機產(chǎn)業(yè)提供解決方案。它采用獨特的桁架式結構設計和制造復合鏜刀，使得該鏜刀的重量較整體結構鏜刀大大減輕，刀具的轉動(dòng)慣量顯著(zhù)減少，從而使機床主軸的受力大為改善，有利于充分提高機床的轉速，從而得到更高的加工效率。而針對軸承部加工開(kāi)發(fā)的多齒復合銑刀（圖5左），采用鋒利的鋁合金專(zhuān)用刀片，內外同步加工快速高效，適合高節拍加工。

圖5  方寸針對動(dòng)力電機殼體的解決方案

3. 方寸發(fā)動(dòng)機缸體加工方案

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

在燃燒室及結合面加工方面，方寸的密齒粗銑刀經(jīng)過(guò)特別優(yōu)化的切削刃角度，避免了鑄件的崩邊發(fā)生，高效穩定；而密齒精銑刀使用高精度多齒修光刃，在長(cháng)效保證表面質(zhì)量要求的同時(shí)加工效率也達到國際先進(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(mǎn)足高節拍需要。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計，效率更高，而各刀盤(pán)組合成螺旋狀齒型，切削狀態(tài)平穩，切削刃更換周期長(cháng)。在主軸孔加工方面，方寸采用偏心進(jìn)刀的線(xiàn)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+多刃嵌入式微調精鏜刀的方案，多刃刀夾式粗鏜刀特殊優(yōu)化的抑振設計，而多刃嵌入式微調精鏜刀，其嵌入式結構不僅能排布更多切削刃，更能提供極高的穩定性（圖7右）。在啟動(dòng)電機孔加工方面（圖6左下），方寸的多刃嵌入式精鏜刀采用類(lèi)似于缸孔精鏜的解決方案。

圖6   方寸發(fā)動(dòng)機缸體加工方案

圖7  方寸的兩種孔加工刀具

4. 方寸的轉向節加工方案

方寸展示的轉向節加工方案如圖8所示，包括軸承孔復合加工、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，且多數為便于管理的ISO刀片。復合刀具專(zhuān)為汽車(chē)轉向系統行業(yè)特殊定制，高效率，高穩定性，能大幅降低客戶(hù)生產(chǎn)成本。反復試驗選定的刀片組合模和不斷優(yōu)化的方案，在眾多用戶(hù)使用中表現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  方寸的轉向節加工方案

5. 可樂(lè )滿(mǎn)數字化解決方案MachiningInsights

山特維克可樂(lè )滿(mǎn)在本屆CIMT上展示了車(chē)間設備監控數字化解決方案。采用數字化解決方案監控設備利用率，可使車(chē)間的生產(chǎn)率和盈利能力得到大幅度提升，這遠非其他方式能比擬的，而這正是山特維克可樂(lè )滿(mǎn)推出MachiningInsights的目的所在。

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

MachiningInsights不僅僅是一個(gè)監控系統，它還可以收集數據，指出需要關(guān)注的問(wèn)題，并獲得對設備的深入全面了解，以據此采取措施。對于希望減少生產(chǎn)過(guò)程中的浪費并順利實(shí)現數字化工作方式轉型的制造商來(lái)說(shuō)，采用MachiningInsights能夠幫助制造商減少生產(chǎn)中的浪費，并快捷地實(shí)現數字化轉型。

許多制造業(yè)的客戶(hù)在發(fā)現和分析停機原因時(shí)面臨了巨大的挑戰，而MachiningInsights能夠幫助制造業(yè)客戶(hù)輕松解決這個(gè)難題。取代傳統的人工收集、手動(dòng)歸類(lèi)和手動(dòng)分析的方法，該數字化解決方案直接自動(dòng)從聯(lián)網(wǎng)的機床中進(jìn)行收集和運算，使得制造商可以利用該數字化解決方案分析設備利用率，并采取相應措施優(yōu)化生產(chǎn)流程，從而提升生產(chǎn)率。借助數字化連接和附加的操作員輸入功能，系統自身的分析能力得到進(jìn)一步提升。借助在線(xiàn)可視化工具，可實(shí)現數據的透明化，操作員可通過(guò)Web瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)相關(guān)數據。MachiningInsights數字化解決方案無(wú)需借助復雜的IT項目即可啟動(dòng)和運行，幫助制造企業(yè)將數字化智能制造快速簡(jiǎn)單地整合到生產(chǎn)現場(chǎng)。

近年來(lái)，我國工具行業(yè)在為現代制造業(yè)用戶(hù)服務(wù)方面的長(cháng)足進(jìn)步有目共睹，但縱觀(guān)本屆CIMT，尚未能見(jiàn)到國內工具企業(yè)在數字化智能制造方面推出產(chǎn)品，說(shuō)明我們與國際先進(jìn)水平還有相當差距。本屆展會(huì )的主題是“融合共贏(yíng)智造未來(lái)”，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。