《传统车削技术的创新.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传统车削技术的创新.doc（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、传统ISO车削技术里的创新和高技术替代方案一样重要正因为许多讲座、研讨会和专业刊物相当关注诸如高硬度材料车削、超精加工、干式和高速车削之类的先进技术，而传统ISO车削技术里的发展看起来似乎是停滞不前。但事实却远非如此。归因于例如象多方向车削这样的技术通常有更惊人的生产率提高而且成本降低也能通过非传统替代方案获得，但是通常起点成本要低得多。同时新的硬质合金材质等级研发使得ISO车削和如硬材料精密车削之间的界限似乎正变得模糊不清。有了诸如TP1000和TP2000之类的新的硬质合金材质等级，对于ISO车削我们距解决传统困境-加工刀具是关键但它们要花那么多钱-更进一步。在工程界所有的事情都围绕着提高
2、生产率和降低成本。“生产率”是在给定时间内用现有的生产设施生产的合格产品数量。获得这些产品的总成本是材料成本、刀具成本、机床成本、工资支出加上为冷却、安全、基础设施等的企业一般管理费用的合计。如果我们只看刀具，那么提高质量和更高的切削参数提供增加生产率的机会。通过是用适当的刀具和降低切削参数而延长刀具寿命来降低成本是属于其它的可能因素。尽管刀具成本占总成本的比重较小，不管怎样增加刀具寿命对于总成本是有正面影响的。情形因切削参数而不同：名义上增加20%会引起生产成本大幅降低(例如10到15%)而且还明显增加生产率。如果不管怎样我们大幅提高切削速度，刀具寿命下降进而我们需要更多的刀具来生产同样数量
3、的产品。为了缓和采购人员(采购预算)和生产经理(生产率)相互之间的利益冲突，接下来要做的事情就是研发更高级的刀具和切削材料。例如象山高刀具TP1000和TP2000这样的新一代硬质合金材质等级扮演主要角色。现在既提高切削参数又延长刀具寿命是可能的。图1：TP1000和TP2000形成ISO车削里第二次优化浪潮(降低成本和提高生产率)的基础。优化依靠以下三个方面：好的刀具，正确的切削参数，良好的加工工艺知识。针对现有情况的对比试验显示-由于使用了TP1000和TP2000生产率至少增加30%而且同时成本降低至少20%。传统车削尽管诸如硬车削(有时也叫做PCBN车削，因为通常最佳切削材料时PCBN
4、)、干式车削(或者最小量润滑车削)和高速车削等新技术的到来，在多数工程公司里的车削技术仍然被称作是传统的。例如在铣削里实验日益采用更高切削速度的方法，在车削里仅仅是点点滴滴地使用。那部分是因为所谓的ISO车削的开发肯定不是停滞不前。这些新发展的优点是在没有很高初始费用(不必需要新机床或新设施)的前提下确实很快获得生产率提高并降低成本。我们将简单地举两个例子。Secolor刀片选择系统让我们回到90年代初期当山高开发Secolor系统，将其理念带入到数量品种巨大的硬质合金刀片，因为用户几乎分辨不轻该选什么型号的刀片。自那时起这种理念得到进一步深化并且还被其他刀具制造商模仿。图2:Secolor系
5、统帮助清晰地了解在某一特定情况下哪种刀片是最佳选择。所有相关信息(ISO和Secolor)均在山高刀片包装盒上给出。当涉及到建立硬质合金材质等级和断屑槽形式可能的应用时，Secolor分类模型形成了解决现存的ISO标准模棱两可的一个答案。通过使用的工况就可确定选择什么样的刀片。针对很大的范围从技术角度来说是选择到了最合适的刀片。测试系列决定哪一种刀片和切削参数是最令人满意的。一个重要的评判准则还是刀片的刀具寿命。这种处理的结果可能是你持有大量的刀片在库存里-针对每一种工况都是最合适的。另一方面如果涉及许多小的系列，你将尝试用有限种的刀片去覆盖整个使用范围。对于试验系列经常没有时间。进一步，你不
6、得不接受技术上最佳的刀片不能使用在每种应用里。于是评判准则就是：库存和切屑控制。对于一个给定的车削应用使用Secolor系统你就能容易地、系统地并且快速地选择一种合适的刀片(在技术上性能良好和具备应用范围广两者之间获得最佳平衡)。这是通过使用三种基本种类的材料(碳钢、不锈钢和铸铁)和三种加工工况(精加工、半精加工和粗加工)组成的矩阵来实现的。这对九个基本应用里的每一个都因此定义一个推荐的基本刀片。接着在第二阶段，这种选择进一步被优化，硬质合金材质等级和断屑槽形两者都被考虑进去了。根据Secolor系统，可行的刀片实际上被标记在刀片包装盒上。刀片包装盒上表示了应用的范围(在九个方块组成的矩阵里)
7、和基本切削参数(推荐的切削速度、进给量和切削深度)。多方向车削在传统车削里获得生产率主要提高的第二个例子是由所谓的多方向车削(MDT)形成的。想法是简单的：是用一把刀具完成涉及端面和轴向车削、内孔和外圆车削、切断、仿形车削、割槽以及最近列入德罗文车削在内的所有车削加工。具备这种万能功能的刀片在各个方向都受到交变应力。因此这牵涉到刀片和刀杆之间的完美连接问题。山高已经为此选择了一种顶部V形压紧同一种锯齿形刀片接触表面结合的方案。图3：由于将顶部V形压紧面同锯齿形接触表面结合，山高的MDT夹紧系统使市场上最牢固、最精确的。山高的MDT还代表可靠性。这些保证在换刀片时有一个精确的位置(精确度)和在刀
8、杆里的刀片有最大的稳定性。对于安全性、加工能力、工件表面质量、避免振动和重复精度来说，稳定性是关键因素之一。多方向车削特别适用于有许多不同的直径、窄槽和轮廓的中小型复杂工件。其典型例子是齿轮箱的轴、曲轴、凸轮轴、接头等。对于这种类型的复杂工件用一把MDT车刀就能代替一整套其他刀具，其结果是节约了加工成本。这里还有一个明显的物流方面的好处：库存刀具数量大量下降。图4：对于有许多不同的直径、窄槽和轮廓的小型复杂工件来说，多方向车削是一种有优势的技术。山高的MDT系统包括不同的刀杆基本种类和有很多品种的刀片供选择：单头或双头；有断屑槽和无断屑槽；有不同的刀尖圆弧半径；有不同的几何形状；由不同种类的硬
9、质合金制成；有不同的刀片宽度。最经济的当然是一种双头刀片(刀片的两端都有切削刃)。如果是应用场合的原因需要整个刀片长度上都要有后角，于是最好选择单头刀片。当在低速低进给下应该选择窄刀片也是重要的。二大切深高进给时推荐宽的刀片。所需的刃口形状直接和应用有关。例如有针对精加工和切深槽、普通车削和切浅槽、普通仿形车削、切锁紧环槽、动态和静态O形圈槽等各种形状。针对特殊应用山高的MDT系列包括许多特殊形状和槽形的刀片。最后，你当然可选择不同的硬质合金材质等级高速切削发展的主要经济和技术因素 高速加工效应 http:/ 简单四步教你聪明选涂料 http:/ 如何选择窗帘杆 http:/ 百叶窗选购知识
10、http:/ 服装CAD技术发展趋势 http:/ MQL润滑的准干切削 http:/ http:/ P类应用的多数。应用领域明显大于其它硬质合金材质等级，归因于且学人的更高的耐磨性(=更高的切削速度)和韧性的提高(=更高的进给量)。这种新的幸好适用于更宽范围的钢件和铸铁牌号。TP1000和TP2000以一种耐磨性和韧性独特的结合而被开发。执行广泛的材料试验、计算机仿真、实验室测试和加工测试以确保这些新材质等级的性能表现。图8：用于车削的山高硬质合金材质等级(包括新的TP1000和TP2000)按照新的有关应用领域的ISO提议进行排列。该表还显示了PCBN的特性。很明显PCBN的应用范围是车削
11、硬材料。新的硬质合金材质等级的特点是基体由一层硬的内层和一层韧性很好的外层组成，其结果是既获得了极佳的抵抗塑性变形能力又获得了好的切削刃韧性。加上山高已经开发的新的革命性的涂层，可充分利用基体的可能性。优化的涂层结构是由三个功能部分和许多中间层构成。内基层(碳氮化钛)担负起几家的粘着力和基本的切削刃强度。中间的氧化铝基层作为一种有效的热屏障以允许更高的切削速度，而其它的碳氮化钛外层和氮化钛顶层一起保证极佳的抗前刀面和后刀面磨损能力。高速切削时，具有更硬基体的硬质合金材质等级TP1000同TP2000相比其耐高温性能更好而且塑性变形更小。TP1000还有更好的耐磨性，在稳定的切削工况下TP100
12、0的生产率完全是优异的。TP1000很适用于优化是有优势、必要或重要的应用场合。作为结果而言如果要完成的系列相当大，TP1000使更好的选择。在很多诸如高速切削、干车削和硬车削等的其它应用场合里TP1000还是一种有优势的硬质合金材质等级。图9：左边的图显示TP1000的磨损而右边的图显示TP2000的磨损，使用相同的工况。第一排的图显示TP1000当用在更高的切削速度时有更好的耐热性和抗塑性变形能力。中间一排的图显示用在工况不好时的磨损率。TP2000有更好的切削刃韧性是清晰可见的。如果工况不好或不可预计TP2000还是一个更好的选择就是这个原因。底下一排显示工况良好时的磨损。这里可看到TP1000具有更好的耐磨性。因此TP1000是工况良好并且看重生产率时的基本选择。在另一方面TP2000具有更好的切削刃韧性而且在可能引起切削刃微崩的切削工况里表现更好。其更好的韧性还能用于因切削工况不可与继而需提高安全性的场合。有了TP2000生产率和可靠性能被带入一个新的水平。TP2000的韧性相当于很多用于ISO P30应用领域的硬质合
