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  可转位刀钻头,如CoroDrill® 880,专为高效钻削而设计,并且针对所有工件材料的中等公差应用进行了优化。

  挑战:实现安全且可预测的钻孔加工。

  解决方案:配备规格齐全并且适用于各种加工工况的刀片的可转位钻头。

  采用GC4324和GC4334刀片材质的CoroDrill® 880 - 可转位刀片钻头能够加工公差IT12 - IT13范围内的孔,并且适合加工不超过5倍钻头直径的孔。阶进技术可确保出色的切削力平衡,从而显著提升生产效率以及孔质量。与高性能刀片材质和槽型相结合,该钻头成为以高生产效率安全地进行孔加工的首选。

  目前,CoroDrill 880配备安全性和可预测性更高的刀片材质,显著延长了刀具寿命。

  推出GC4324和GC4334

  GC4324和GC4334是用于可转位刀片的耐磨性极高的材质。Inveio™就是这两种刀片材质技术背后的秘密,该项技术能够确保紧密包裹在一起的单向晶体朝着切削区域和切屑方向形成一道坚固的屏障。与精细结构的TiCN技术相结合,这两种材质不仅具有抗磨料磨损的坚硬耐磨涂层,而且还提高了抗月牙洼磨损和抗后刀面磨损的能力。钻孔期间产生的热量被迅速导离切削区域,从而延长了切削刃的使用寿命。GC4324和GC4334适用于各种类型的碳钢、不锈钢、铸铁和淬硬材料钻孔。
 



  DC170 Supreme是一种高端钻头,是对常规设计的突破。由于其突出的刀具性能及革命性外观,它也被誉为“孔加工的标帜”。这种特殊的刀具理念已经受到全世界用户的广泛欢迎。于是,瓦尔特决定扩展产品系列,以答谢广大用户。

  如何才能进一步提高优秀整体硬质合金钻头的性能呢?瓦尔特硬质合金钻削刀具研发人员不断自问这个问题。他们反复摸索这类刀具所有的细节。结论是:DC170钻头采用革命性设计,具有功能创新,在加工钢件和铸铁件时比其他高性能刀具更好。瓦尔特将其称为“Supreme致强”刀具系列的“孔加工的标帜”。从目前的技术水平来看,还没有比这更高端的刀具。

  这种钻头最突出的新特点是在钻头顶部古铜色的涂层和头部镶有径向刃带(radial land)。这种结构为刀具提供了连续支撑和导向,这就是将振动降至最低的原因。运行平稳,性能卓越,所以刀具始终保持精确定位。这些特征性刃带被凹槽分开,内冷孔流出的冷却液被引导到凹槽内。所以,整个钻尖得到360度的冷却。循环冷却的乳状液或切削油不但能带走切削热,而且可预防铁屑堵塞的风险。此外,采用这种独特设计,径向刃带可以承受的切削力面积比传统钻头要大得多。这使得DC170 Supreme更加坚固结实,在出口斜面或交叉孔时特别适用,因为这些场合的机械载荷上升很快。总之:所有这些全新的创新特点保证了优秀的加工可靠性及超长的刀具寿命,甚至还可采用最高的切削参数。

  例如:在加工1.2764工具钢时, DC170的进给率提高35%以上,寿命比传统整体硬质合金钻头长50%。

  图宾根瓦尔特孔加工高级产品经理赫尔穆特·盖斯雷(Helmut Gschrey)满怀喜悦地说, 从去年秋季上市以来,他们收到了全世界众多客户的正面反馈意见。特别是,汽车行业、普通机械工程行业及刀具和模具制造业利好消息不断,他们更加看好DC170的前景,其性能、刀具寿命和加工可靠性达到空前水平。

  正因为得到了客户的正面评价,瓦尔特正在进一步扩大这种独特刀具的产品系列。除了以前的16xD和20xD的钻头长度外,客户现在还可直接订购常用的更短尺寸,例如3xD、5xD、8xD和12xD。客户还可通过Walter Xpress Service速致服务渠道订购非标刀具。非标刀具配有全系列直径和长度,还有各种柄部类型。此外,采用DC170技术,还可定制阶梯钻头。
 

  双金属缸体曲轴孔的精加工

  MAPAL的这位客户在一个双金属V8发动机的生产过程中,需要在曲轴孔上加工五个孔。轴承的上半部分由铝合金制成,而下方的瓦盖则由铸铁制成。每个轴承轴颈在顶部都有一个孔,用以为曲轴供应润滑油。在改进之前,该孔的加工需要三把刀具。一个粗加工刀具从发动机一侧加工三个轴径。 然后旋转缸体,用同一把刀具在另一边加工剩下的轴径。 这个加工过程的一大问题是,它会受到哪怕是最细微的转位误差的影响。零件的中心线会产生了较大的同轴度偏差。而玛帕则具有用2把刀具代替3把刀具、镀硬铬的圆柱面代替导条、刀具失效的风险降到最低、 排除同心度偏差以及刀具返修成本降低35%的优势。

  在经过粗加工之后,一个导引刀完成第一个轴径的直径。以此孔为引导,加工剩余的直径。铁屑引起刀具损坏,除了应付零件中心线不重合产生的次品,客户还不得不面对一些不可接受的刀具损耗。发动机制造商就这个问题向MAPAL——精密刀具制造商寻求帮助。在仔细评估现有的曲轴孔加工工艺之后,专家发现有很多碎屑被卷进了的润滑油供应通道。这些碎屑再掉落到发动机和刀具的导条之间,铁屑焊死在导条上,引起方向误差和刀具损坏。设计新的加工工艺的难点在于避免这些碎屑掉向导条,不会引起导条的崩损。

  镀硬铬圆柱体确保加工精度

  MAPAL开发了一种新的工艺方法来加工这五个轴颈的曲轴孔。这种方法不再单独使用粗加工刀具,并从发动机的同一侧加工所有轴承孔。为了避免了碎屑引起刀具故障,这种方法使用了一种全新的导向刀具。

  使用两把刀具代替原先的三把刀,改良后的工艺直接使用239mm长的导引刀在曲轴孔轴颈上加工,这个刀具可以粗加工和精加工第一个轴颈,并且加工到最终直径之内的D74. 990mm±3µm。然后以第一个轴颈作引导导套。使用硬铬圆柱体代替导条。这个重新设计的精加工刀具有593.4mm长,在前部安装八个平装 ISO可转位刀片。在那之后,采用MAPAL原理,安装四个可调节的可转位刀片。不同于之前使用的硬质合金导条,这个新的高精密孔加工刀具由一个镀硬镀的圆柱体来导向,以保证加工精度。这个镀铬的区域是整体无缝的,以避免碎屑从润滑油供应孔进入刀具和工件之间,引起铁屑在刀具上的粘附。

  以第一个轴颈作为导套,精加工刀具一次完成剩下的四个轴颈的加工。在加工过程中,在镀铬的表面一直存在冷却液。在机床上引出另一通道的高压冷却液到发动机的乳化油通道。这不仅能避免了碎屑的污染,也能对引导部分起到润滑作用。

  消除同轴度偏差

  MAPAL设计的这个新工艺不仅最小化了刀具损坏的风险,也消除了同轴度误差。 由于省去了原始工艺中的粗加工刀具,机床节省了一个装刀位置。总体来说,工序减少了。换刀时间减少了,节拍省了,非加工时间少了,机床的等待时间都减少了。该工艺还有不少其他的优势:不良品率大幅下降,因此产生的成本也大幅下降,刀具成本自然也下降了。发动机生产商的刀具维修成本也大幅下降了35个百分点。

  通过新的工艺与孔加工刀具,生产商可以增加产量,降低成本。因此,客户计划在他们工厂的其他相似加工工艺中同样应用这个新的加工理念。

 

  深孔加工时的切屑堵塞的问题,不同切削速度导致的刀片内外刃的磨损率不同的问题,加上钻头主体强度不够而造成的弯曲和磨损问题。这些都在MVX可转位刀片系列钻头的新设计的诞生下迎刃而解。

  可转位刀片钻头的外刃刀片本身就会以高于内刃刀片的切削速度进行运作,从而导致了外刃更大程度的磨损。因此,内刃刀片需要在较低的切削速度下具备更高的稳定性和耐破损性。MVX系列的外刃刀片使用具备更高耐磨损性的CVD涂层,与之相配合的PVD涂层的内刃刀片可以更好的处理脆性破损力以及拥有更强的耐粘结性。这样的组合意味着提高了钻头的可靠性,并由于刀片更换的减少提高了生产效率,从而减少了钻头本身的弯曲,因此增强了加工效果的一致性。

  Mitsubishi Materials新开发的CVD涂层材料MC1020非常适用于外刃。它表现出非凡的抗磨损性以及抗塑性形变的能力,加工钢材以及不锈钢材时非常有效。

  对于铸铁的钻孔加工,另一种CVD涂层材料MC5020将被用于外刃刀片。其耐磨损性与抗热龟裂的能力非常适用于加工铸铁以及球墨铸铁。

  MVX的内刃刀片使用VP15TF涂层材料,采用基于Miracle涂层的PVD涂层。VP15TF拥有许多具有魅力的特性,例如超微粒硬质合金基体带来的更高的强度以及优异的耐粘结性。这些特性也使它在CVD涂层刀片不稳定的情况下,可以替换作为外刃刀片来使用。

  刀具的主体上采用倾斜贯通的冷却孔和最佳的槽终端位置设计,提供了切削主分力方向更多的金属厚度作为支撑部。这种设计抑制高频振颤的发生,从而实现了更大的钻削孔深,达到6×D。此外,钻头主体表面经过热处理从而防止排屑过程中的磨损。现可提供的尺寸从直径17mm到33mm,L/D=2,3,4,5最大可实现L/D=6。
 

  澳克泰可转位钻头刀片WCMT系列的DU槽型适合于加工钢、不锈钢、铸铁、铝合金及难加工材质, DU槽型在软质材料上能提供卓越的切屑控制。DU钻刀生产线是为生产短孔而设计的, 在特定的条件下(高压冷却剂),可达到三倍或四倍直径。澳克泰DU生产线可适应直槽短孔钻孔以及螺旋槽钻孔,并为数控机床和常规机床的加工中提供更快的切削速度及更好的排屑效果。

  SPMT系列的DP槽型专为短而快的“高效钻削”设计的新型槽型,用于加工钢件和铸铁类材质。方形刀片配合坚固刀体,加固型槽型可使加工表面更加平直。螺旋式排屑槽使排屑顺畅,加工孔径更加精密。

  DU槽型拥有正切削角,高密度的碳化物颗粒及低摩擦高润滑性的PVD涂层。DU可转位刀片钻头在不锈钢的叠板加工时非常的理想。

  DP槽型在通用CNC车床上,螺旋槽可转位钻刀具有高切削速度和高效的切除率。这类钻头有零度前角和方形刀片螺钉夹紧的特点,具有良好的稳定性和内孔光洁度。
 

  锑玛工具针对加工高硬度钢螺纹孔开发出一系列解决方案,成功解决了硬度≥HRC40的高硬度材料的螺纹孔加工难的问题,大大减少零件报废,同时也大幅提高了螺纹加工效率和质量。

  高硬度钢螺纹孔加工的难度

  高硬度钢螺纹孔加工一直是道加工难题,主要表现为攻丝扭矩大、切削温度高、刀齿磨损快、易崩齿甚至折断,并且丝锥折断之后的处理非常困难。钢材经过淬火,硬度达到HRC35时,螺纹加工就变得比较困难,普通的高速钢丝锥就显得力不从心,当硬度进一步提高到HRC40时,就必须选择高品质的粉末冶金高速钢丝锥来攻丝,或者选择成组丝锥(头攻、二功、三攻甚至四攻)来攻丝。当硬度达到HRC50以上时,攻丝难度就更加大了。这样效率低,同时还不时会造成丝锥断裂,导致零件返修甚至报废。因此研制并采用新型螺纹刀具已刻不容缓,成了当务之急。锑玛工具针对高硬度螺纹孔加工,研发出5类螺纹刀具,可以有效提高加工效率和螺纹精度,大幅提高螺纹刀具的使用寿命,降低零件报废风险,从而降低客户的生产成本。

  高硬度钢专用螺纹铣刀

  多刃螺纹铣刀采用多刃、小前角、大后角的设计,既能保证刃口强度,又能有效的减小切削阻力,涂层前后刃口钝化处理,避免新刀使用时容易崩刃的危险。加工高硬度钢为何首推螺纹铣刀,主要是因为螺纹铣刀的切削速度比丝锥高,但是进给可以控制到很低,同时可以径向分刀切削,这样刀具崩牙和折断的风险就大幅降低。同时,加工出来的螺纹孔表面质量比丝锥要高一到二个等级。

  另外,螺纹铣刀还有一个优势就是,即使出现断刀的情况,螺纹铣刀不会卡在螺纹中,处理起来是非常方便的。唯一的缺点,此类螺纹铣刀不适合加工长径比>2的螺纹孔,因为径向受力太大,效率得不到保证。目前此类螺纹铣刀应用面非常广泛,除了高硬度钢之外,其实各类难加工材料(譬如高合金钢)也可以采用此方案。
 




 
更广的加工范围(≤HRC48)
更稳定的钻头性能
更好的寿命表现
多样化的选择,更贴心的服务
D938系列涵盖3D外冷、3D内冷、5D内冷三种钻头 
尺寸规格齐全,更贴合用户需求。

  导向刀具给客户带来的成本降低非常显著,不只使得这些深孔加工得以实现国产刀具化,在交货期等各方面都能够得到良好的体现。上海松德长期致力于孔加工刀具研究,主攻镗刀等孔加工产品,并不断探索完善自身产品构造及整体解决方案。

  上海松德数控刀具制造有限公司长期致力于孔加工刀具研究,主攻镗刀等孔加工产品,并不断探索完善自身产品构造及整体解决方案。经过长期的加工经验及客户解决方案的积累,松德非标导向加工刀具在很多领域得到了很好的应用,满足客户需求、达到质量要求的同时降低了客户刀具采购成本。

  导向刀具根据不同的工件材质、不同的加工工况有各种各样的导向方案供选择使用。有以工件自身孔为导向孔加工的、增加辅助配套导向加工的等等。导向条的种类及选择也较多,有硬质合金、PCD、陶瓷以及其他耐磨金属等。

  在汽缸盖中的应用

  以下为我司大型柴油机项目汽缸盖的一些导向刀具应用,客户机床:加工中心,内冷,主轴:BT50。

  1.启动阀孔

  图1为图纸,此孔系难点:加工深度深、精度要求高粗糙度1.6以上、干涉面大刀杆无法加粗,孔底锥面同心度要求严粗糙度要求高,背面加工无法满足要求。孔径要求最小¢60、最大¢70,如果按常规标准刀杆¢63+接杆,长径比达8倍,标准刀具显然无法加工。经过技术团队分析、研究、协商,最终确定加工方案:采用导向加工+非标定制组合刀杆来满足加工质量同时兼顾加工效率。

  刀具加工工艺路线:粗、半精加工D70大孔——以此孔为引导孔非标复合粗刀加工D49\D60\D68——精加工D70大孔——以此孔为引导孔非标复合精刀加工D68\D70------最后以最深加工孔为引导孔非标锪刀加工30度斜面。图2为复合导向精加工刀具(D68/D70孔)。

  2.喷油器孔

  图3为喷油器孔工件局部剖视图。此孔系难点:加工深度深、孔底需要锪大斜面且过渡圆角为R6、切宽40mm,孔深502mm。切削面过宽切削力较大,孔径最大¢83,最小为¢48,刀具刀杆直径最大做至¢80,长径比在6倍以上,整体篇重。精度等级高为IT7级,¢48斜面角度要求为90°(0,-10')、粗糙度1.6以上,圆跳动0.04,最终确定加工方案:标准镗头+非标刀柄、非标导向刀具复合方案(斜面及过渡圆角采用非标硬质合金刀片一次成形)。

  刀具加工工艺路线:粗镗Φ80孔——复合粗镗Φ83H9+Φ82H9孔——复合粗镗底部Φ82+Φ66异形孔(利用Φ80孔做导向)——复合精镗底部Φ82+R6异形孔(利用Φ48孔做导向)如图4——精镗Φ83H9孔——精镗Φ82H9孔——精镗Φ80孔——粗镗Φ48J7孔(利用Φ80孔做导向)——精镗Φ48J7孔(利用Φ80孔做导向)——导向精锪90°斜面。如图5现场刀具、图6已加工工件。

 在国内装备制造业飞速发展的时代背景下,装备制造业的产品设计理念、设计方法和设计能力也在不断提升,创新能力也越来越强,这对产品的加工工艺、金属切削刀具等都提出了更高的要求。

 在各类加工形式中,孔的加工是难度较大的一类,由于孔加工是对零件内表面进行加工,加工过程的观察、控制相对困难,因此孔加工比外圆等开放型表面的加工难度大,而在各类孔加工中,复杂、异型、深孔的加工尤为困难。例如:瓶腔深孔的加工(图1),异型深孔的加工(图2),深盲孔平底的加工(图3),都对刀具提出了更高的要求。

 这些孔的加工有以下几个方面的要求:

 1.深孔加工要解决抗振问题;

 2.深孔瓶腔要解决径向进刀问题;

 3.对于瓶腔孔精度及光洁度较高,刀具要具有精确进刀的同时,还要具有光整加工的能力;

 4.深孔盲孔加工要解决后排屑问题,同时解决冷却问题、密封问题。

 西安万威研发的变径镗就是基于上述要求应运而生的。变径镗即刀具的直径是在变化的,因而俗称“变径镗”。它可以在加工中变换直径,也可在加工前变换直径。

 数控变径镗削系统在制造工业的各种领域得到了应用,包括石油工业、汽车工业和航空航天工业,以及军工企业等。从压力阀的加工到飞机的起落装置。

 变径镗削系统都含有一个由机床CNC系统控制的精密的内部执行机构,以精确地控制实际加工过程中刀具的径向移动。它可用于多个直径不同孔的加工,也可用于复杂几何轮廓的自动加工,比如圆锥、圆柱、倒角、多直径轮廓和螺纹。

 目前通行的变径镗都要求镗铣床具有W轴,通过机床W轴移动在刀具当中转化为U轴运动,这样U轴与Z轴联动,形成各种母线的回转内腔。

 当前,具有W轴的镗铣床价格比较昂贵,中小企业少有这样设备,各企业使用的镗铣床,三坐标占绝大多数,都不具有W轴功能。针对这种情况,西安万威开发的变径镗是可以在三坐标镗铣床上使用的,即远端微调变径镗,在石油行业的采油树设备的阀腔孔加工中获得了成功(见图4)。

 见图1,是一个加工实例,是采油树一个零件局部图。瓶颈孔为Φ52,瓶腔有三个台阶分别为Φ69、Φ78、Φ81,阀座孔深为500mm,粗糙度为Ra0.4。

 这个孔具备了前三项特征。所以,该零件阀座孔是比较典型瓶腔深孔。

 下面就以这个孔为例,分析一下,在三坐标镗铣床上,瓶腔深孔的加工。

 首先看一下,远端微调变径镗的组成:

 1.刀柄。刀柄用来完成刀具与机床主轴的连接。

 2.变径进给机构。该机构内,滑块与驱动杆通过斜齿梳齿盘啮合(见图5),将驱动杆轴向移动转成滑块径向移动,实现径向进给。

 3.远端微调机构。是螺纹付机构,通过旋转螺母,驱动螺杆移动,并将其移动提供给变径进给机构。

 4.导向支撑机构。起着支撑和导向作用。即提高了刀具切削的同轴度,又解决深孔加工刀具振动的问题。

 加工操作步骤:

 1.将刀头直径调到一个初始值;

 2.使刀杆从瓶颈孔进入切削区域。将支撑套送到预定位置;

 3.将刀头后退到加工孔的中间位置,即使刀夹的两个刀尖对称中心线,与阀座孔两个端面的对称中心平面对齐。

 4.旋转螺母环进刀,进给量为第一刀切深ap;

 5.旋紧锁紧环,旋紧滑块上的锁紧螺钉;

 6.反镗、正镗切削第一刀;

 7.松开锁紧螺钉和锁紧环,重复d、e两序,切削第二刀,直到预定尺寸;

 8.松开锁紧螺钉和锁紧环, 将刀头直径调到一个初始值,旋紧锁紧环,将刀杆退到工件之外,切削完成。

 9.更换上倒角刀夹,加工倒角。

 至此,阀座孔的基本加工已完成,但是还有个关键部位没有完成,即Ra0.4表面加工,通常的变径镗是无法完成的,这里采用了特殊的方案。远端微调变径镗,增加了一个光整加工模块。该模块带有滚压头。加工时采用刮削和滚压结合,实现了Ra0.4表面加工,使该零件顺利完成。对于具有W轴的镗铣床,可以将远端微调机构模块卸下,组装成数控变径镗,完成以上加工。

 孔加工刀具的创新,解决了各类复杂、异型、深孔的加工问题,提高了国内孔加工的工艺水平和加工能力,增强了装备制造业产品设计的可实现性。


  近年,随着汽车制造行业不断的发展,汽车及零部件制造行业已经成为刀具行业最大、最重要的客户。而作为汽车的“心脏”,汽车发动机在整车加工中也起到了重要的作用,同时它的加工技术性能也要高于一般的零部件。

  与此同时,如今全球的汽车供应商都在开发更经济、更节能的加工方案,来应对日益严重的环境问题及能源浪费。在加工的过程中,就算单单只是在某一个部位降本增效,这也是汽车制造商和其配套厂商所不断追求的。

  和汽车制造业不断发展一样,汽车发动机制造业也从最起初的化油器时代,历经电喷时代之后,现在发展到了缸内直喷时代,并且还在不断的进步和改革。而作为汽车发动机制造中不可缺少的部分,对于切削刀具的要求也越来越高。如何才能打破加工的瓶颈?如何更加有效地缩减生产成本?客户也在不断追求效率更高、性能更好、加工范围更好、工具寿命更长、能帮助客户降低加工成本的刀具。

  为了满足客户日益变化的加工需求,OSG真正做到了想客户所想,于2016年重磅推出了新款产品——ADF硬质合金平头钻,它出众的性能定会让您的加工事半功倍。

  OSG最新的ADF硬质合金平头钻,该款平头钻具有锋利的切削角度、更宽的容屑槽设计和平衡的底刃式样。上述特点使其最适用于加工汽车发动机连杆和轮毂的螺栓沉孔加工、缸体的平底孔加工、发动机曲轴的引导孔加工等。除此之外,ADF还能进行斜面加工、薄板加工、曲面加工、偏心孔校正等。另外值得一提的是,ADF使用了OSG专利的EgiAs涂层,该涂层具有优异的耐磨性和耐热性,这一特点能在最大程度上防止刀具崩刃的产生并增加加工的稳定性。

  加工案例

使用工具
ADF-2D φ6
加工面
平面→曲面
加工材料
S50C
加工速度
75m/min(3981min-1
进给率
398mm/min(0.1mm/rev
加工
15mm(通孔
切削油剂
水溶性切削油剂
使用机床
卧式加工中心