回應(yīng)新材料挑戰(zhàn)的刀具包
近年來已經(jīng)目睹新的改進(jìn)的工件材料平穩(wěn)地推出倘回。這些材料里值得注意的例子是汽車工業(yè)里包括用于減輕發(fā)動機(jī)重量的高硅鋁合金改宅、分量輕而強(qiáng)度高的球墨鑄鐵和鋼以及廣泛代替普通碳鋼的壽命更長的雙相不銹鋼衅快。在航空業(yè)蚜懦,特殊的超級合金正在替代傳統(tǒng)的廣泛使用的Inconel718,在更高溫度下抵抗變形的新的高溫合金已經(jīng)被引入橡疼,它在減輕重量的同時還滿足噴氣發(fā)動機(jī)的強(qiáng)度要求。在快速成長的醫(yī)療設(shè)備行業(yè)庐舟,用于替換身體零件的新的耐蝕合金已經(jīng)出現(xiàn)欣除。
新材料提供很多優(yōu)點(diǎn)的同時它們也有不利的一面。通常挪略,冶金方面的每一次發(fā)展引出性能提高历帚、重量減輕或者提供更長的壽命的新的工件材料的同時帶來可加工性降低和不曾預(yù)計的刀具磨損模式等問題。
最近杠娱,刀具制造商已開始通過設(shè)計用于特定組別的工件材料加工的刀具包的手段提出這些問題挽牢。拿車刀刀具包作為例子谱煤,我們看到這種刀具包通常一系列能對目標(biāo)工件材料所有或大部分操作和工況有效加工的材質(zhì)和斷屑槽刀桿和刀片組合。刀具包可能預(yù)先裝配成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品或根據(jù)供應(yīng)商提供的常用產(chǎn)品的要求進(jìn)行裝配禽拔。在每個案例里刘离,一個重要的支持元素是把提供詳細(xì)方針的指導(dǎo)文獻(xiàn)用在具體的應(yīng)用場合。
優(yōu)點(diǎn)
預(yù)先裝配的車刀刀具包的一個很好的例子是針對高溫合金加工的山高的刀具包睹栖。它里面包含的先進(jìn)的切削材質(zhì)和斷屑槽是特別針對超級合金和鈦合金加工研發(fā)的硫惕,而不推薦用于其它材料。另外宜切,這個刀具包提供它自己獨(dú)立的有完整的應(yīng)用和操作指南的手冊察贵。就象一大批生產(chǎn)應(yīng)用證實的那樣,正確使用高溫合金加工的專用刀具將產(chǎn)生刀具壽命跟原先使用的最好的刀具獲得的結(jié)果相比提高約100%孤咏。
對客戶來講旋喊,這種刀具包主要優(yōu)點(diǎn)是‘聚焦’。刀具包包含針對特別的工件材料組別的在幾乎任何車削工況下提供優(yōu)化性能所需的所有的切削材質(zhì)和斷屑槽山刨。附見的應(yīng)用指導(dǎo)告訴客戶哲陷,在功效方面:這里是材料的加工性能;這里是刀具在設(shè)計上怎樣處理那些特性脓大;這里是怎樣有效使用這些刀具屋骇。象較早的針對通用車削的核心刀片包那樣,今天的用于特定材料組的專用車刀包對防止錯誤的刀具選擇和應(yīng)用大有幫助过桌。它們還比最好的標(biāo)準(zhǔn)刀具取得的結(jié)果至少提高生產(chǎn)率30%殷彰。車刀包還對刀具采購商提供一個重要的預(yù)先優(yōu)勢。替代從普通的刀具樣本上進(jìn)行耗時和可能低于最優(yōu)結(jié)果的選擇诚摹,他能利用一個專門研發(fā)和對整個應(yīng)用范圍徹底測試并對某一特定材料組獲得優(yōu)化性能結(jié)果的加強(qiáng)的刀具包哺肘。
減少庫存需求是車削刀具包的進(jìn)一步優(yōu)勢。例如渗稍,針對高溫合金的山高的刀具包實際上能覆蓋100%的應(yīng)用需要佩迟。一旦客戶得到這個刀具包,他在確信他的需要滿足后能簡化庫存并休息竿屹。不需任何額外的刀具报强。更進(jìn)一步,加強(qiáng)的刀具包使得庫存問題和應(yīng)用場合錯誤都最小化拱燃。
最值得注意的新的更難加工的汽車工件材料之一是球墨鑄鐵秉溉。十年前,汽車制造商幾乎清一色地在用灰鑄鐵加工碗誉。今天召嘶,隨著強(qiáng)調(diào)減輕重量對燃燒經(jīng)濟(jì)性的作用,灰鑄鐵零件被強(qiáng)度更好但重量更輕的球墨鑄鐵廣泛替代哮缺。象其它高強(qiáng)度低密度的新材料弄跌,球墨鑄鐵有使得它難加工的特性并要求專用刀具方案甲喝。山高的答案是TX150材質(zhì),它是一種針對球墨鑄鐵有效加工的專門配方并提供刀具壽命比先前最好的刀片材質(zhì)高30%到500%铛只。TX150材質(zhì)能覆蓋80%的球墨鑄鐵車削應(yīng)用贵本,而且實際上作為車刀包它包含所有需要的刀片槽形和獨(dú)立的應(yīng)用手冊。為符合一些客戶的需求溃杖,TX150包能視作針對很高的速度應(yīng)用的高速切削材質(zhì)硝锨。
組合更高強(qiáng)度和更輕重量的另一組汽車材料是淬硬合金鋼。傳統(tǒng)上卢圈,這些材料的精加工是磨削储佣,因為用硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行加工由于較低的切削速度而且較差的刀具壽命而受限制。現(xiàn)在借衅,以PCBN(聚晶立方氮化硼)刀片為特色的車削刀具包使得以5~10倍加工時間周期的提高和5~100倍刀具壽命增加的情況下完成這些硬車削加工成為可能位蓉。和磨削相比用PCBN硬車還提供可觀的成本節(jié)約。
兩個關(guān)鍵點(diǎn)
顆粒度方面的兩個進(jìn)展使得為刀具行業(yè)研發(fā)能有效地對付今天的新的更難加工的工件材料的非標(biāo)刀片材質(zhì)和斷屑槽成為可能鹊属。首先冶媚,業(yè)界現(xiàn)在更好地了解加工諸如不銹鋼、球墨鑄鐵和高硅鋁合金等工件材料的刀具磨損和破壞機(jī)理危劫。那主要?dú)w功于光學(xué)顯微學(xué)的進(jìn)展和諸如電子顯微鏡掃描等手段的應(yīng)用發(fā)展彭旬。但是,另一個重要因素是刀具供應(yīng)商的‘團(tuán)隊協(xié)作’和用戶對刀具磨損機(jī)理的仔細(xì)研究容诬。
五年之前娩梨,刀具公司的技術(shù)人員在汽車廠進(jìn)行測試通常被看作是‘不方便的’。但是在過去的三到五年里览徒,只有通過刀具制造商和刀具用戶雙方在新的難加工材料方面合作才能取得真正的進(jìn)步已經(jīng)變得顯而易見狈定。今天,汽車制造商和其它制造商希望刀具公司成為‘伙伴’并幫助解決他們的問題习蓬。刀具界已經(jīng)作出了響應(yīng)纽什。例如,在山高我們現(xiàn)在日常地對客戶提供的材料在我們自己的設(shè)備上進(jìn)行多目標(biāo)測試躲叼,而不是在客戶現(xiàn)場只做簡單的試驗芦缰。其理由是簡單的。你對刀具失效模式了解得越多枫慷,你將放更好的性能到刀片里去饺藤。
由于硬質(zhì)合金刀具材料本身的發(fā)展,今天的刀具加工效率也更高流礁。其一,更好的質(zhì)量控制技術(shù)使得制造過程中的缺陷最小化罗丰。另外神帅,諸如富鈷區(qū)山堵、更好的燒結(jié)方法和包括珩磨在內(nèi)的改進(jìn)的刃口修磨技術(shù)等發(fā)展已提高了刀具可靠性,其結(jié)果是刀具在有著相同或增加的耐磨性和更自由的切削角度下韌性更好几菲。這些槽形在五到十年前是不可能的硅决,因為當(dāng)時的硬質(zhì)合金太脆而不能抵抗破裂。相反杉唇,今天的韌性更好的硬質(zhì)合金能提供很大的自由切削角度拂是,即使在最難加工的新材料以及刀具壽命增加的情況下允許更高的金屬切除率。
前瞻
車削刀具包現(xiàn)在出現(xiàn)了占整個車刀銷售的一個可觀的部分辟侠,而且可以預(yù)計隨著新的更難加工的工件材料不斷地出現(xiàn)逃缔,它的比重會增加更快。
從世界范圍看眨柑,強(qiáng)度更好泄廓、重量更輕的零件和全新行業(yè)的出現(xiàn)都是驅(qū)使新的加工材料和加工它們的專用刀具需求的發(fā)展。例如坪腔,今天的刀具公司必須迎合比僅僅五到十年前明顯使用更多的球墨鑄鐵和難加工超級合金的全世界范圍的制造商的需要权浸。而快速增長的醫(yī)療設(shè)備行業(yè)僅僅是目前出現(xiàn)的能有效加工全新材料種類的專用刀具新要求的例子之一。
其它用專用刀具的主要需求源是大量的OEM制造商--三大行業(yè)吏口、交通機(jī)械奄容、機(jī)床制造商和類似的消耗大量刀片的行業(yè)。這些生產(chǎn)商越來越多要求能改善新材料加工的新刀片材質(zhì)和槽形产徊。例如昂勒,一個交通機(jī)械設(shè)備制造商可能在制造一個特殊的皮帶輪時用球墨鑄鐵替換灰鑄鐵,就會要求用最新的專用刀具來加工球墨鑄鐵囚痴。在另一方面叁怪,機(jī)床制造商可能需要適合用高強(qiáng)度鋼制作的主軸的全新的刀片材質(zhì)和槽形。
另外還有可觀的專用刀具的需求來自于小型零件供應(yīng)商--加工車間深滚。這些生產(chǎn)商可能從來都不能確認(rèn)機(jī)床上會加工什么種類的工件材料奕谭。車削刀具包現(xiàn)在能裝備它們,能在今天加工鋼件痴荐、明天加工鑄鐵甚至當(dāng)木料和塑料進(jìn)來時也能加工血柳。這些刀具包也消除了刀具選擇的麻煩,因為它們方便地提供和指定已知工件材料和應(yīng)用的正確的刀具生兆。
從刀具公司的觀點(diǎn)看难捌,對于專用刀具包增長的需求強(qiáng)加的主要的新負(fù)擔(dān)在于投資資源和創(chuàng)新技巧。但是鸦难,今天的更明顯的聚焦與市場細(xì)化還提供重要的新機(jī)遇垮允。對于山高和其它全系列的刀具供應(yīng)商,擊敗競爭對手的挑戰(zhàn)是研發(fā)優(yōu)異的能更好加工新組別的先進(jìn)工件材料給以重?fù)簟D菍Φ毒吖?yīng)商意味著在正確定位市場的快速增長蒿缎。它對刀具用戶還意味著一個大的競爭優(yōu)勢铃踪。
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