數控機床

        在CCMT2016，來自國外的刀具廠商伊斯卡、瑪帕、藍幟、三菱、泰珂洛、號恩、翰默、京瓷、雄克，來自（zì）國內工具行業的株鑽、成量、哈量（liàng）、哈一工、大連遠東、成都工研所、贛（gàn）州澳克泰、蘇州阿（ā）諾、無錫方寸、蘇州（zhōu）銻瑪、北京沃爾德、常（cháng）熟萬克、常州富力、成都鋒宜、哈（hā）爾濱中天、綿陽綿工、寧波三韓、無錫泰諾（nuò）、株洲科力特、浙江上優、無錫斯（sī）米卡，以及代理商尚（shàng）亞等數十家（jiā）企業組成了本屆展會工具展區的主（zhǔ）要陣（zhèn）容。本文僅就本屆CCMT工具展區（qū）的重（chóng）點新品和技（jì）術（shù）水平簡述如下。
   
        一、車到
   
        不（bú）少廠商（shāng）在CCMT2016展出了新的（de）車刀材質、車刀片槽型或車刀結構。

        伊斯卡展出的車刀新品中可以說是以上三者兼而有之。在材質方麵，伊（yī）斯卡展出了適用於加工不（bú）鏽鋼（gāng）材質的（de）IC6025（圖1）、用於高溫合金車削及切槽加工的硬質合金牌號IC806和IC804（圖2）。
  
  

       
    
        圖1 伊斯卡的IC6025

        IC806在（zài）超細晶粒基體（tǐ）上進行氮鋁鈦（tài）（TiAlN，PVD）塗層並進行束魔塗（tú）層後處理，具有更加出色的耐磨性，顯著提高了刀具壽命和可（kě）靠（kào）性；而IC804是在其未塗層材料（liào）IC4上進行氮（dàn）鈦鋁(AlTiN)塗層並（bìng）進行了特殊的塗層後處理，刀具壽命和可靠性（xìng）得以顯著（zhe）提高。兩者相比（bǐ）較，IC804的耐磨性更高而IC806的韌性稍好。
  
  

       
 
        圖2 伊斯卡的IC806（左）和（hé）IC804（右（yòu））

   
        三（sān）菱材料也展出了（le）兩（liǎng）種用於車削的材料，即被稱為“開天塗（tú）層”的UE6120（圖3）和被稱為“辟地塗層”的MP735。

        
  
        圖3 三菱（líng）材料的UE6120

   
        國內硬質合金刀具的領軍企業株（zhū）洲鑽石在本屆CCMT展出了其數控刀片牌號體係的全新構架，在切削材質方麵包括了YB7315（圖4）、金鑽YB9320和銀（yín）鑽YB6315。

   
       
 
        a)全新的基體                         b) 超（chāo）細晶塗層                      c) 晶核預植Al2O3生長技（jì）術

        圖4 株（zhū）洲鑽石（shí）的YB7315
      
 
       贛州澳克泰（tài）則在本屆展（zhǎn）會上展出（chū）了（le）其AC150P材質。AC150P基體材料采用特殊改性技術，其組織均勻、性（xìng）能穩定、高溫條件下抗軟化性能較優；采用特殊的塗層後處理工藝，延長刀片的使用壽命（mìng），提高工件的光潔（jié）程度。

       圖5 贛州（zhōu）澳克泰AC150P的電鏡掃描（miáo）

       在車刀的斷屑槽形方麵，總能見到一（yī）些不仔（zǎi）細看難以發現的（de）新槽形。這次伊斯卡展出的車削鋼件的（de）槽型由（yóu）粗到精分（fèn）為R3P、M3P和F3P三種（圖6）。

      
   
       a )刀片外形                                             b)槽型解（jiě）析

       圖6 伊斯卡F3P鋼件精加工（gōng）槽型

   
       在小零件的切槽車刀上，伊斯卡（kǎ）推出了許多有新意的產品。由於尺寸小、結構緊湊，這方麵原本可選刀具不多，新技術應用也少，伊斯卡的新產品（pǐn）為小零件（jiàn）車（chē）削提供了更多選擇（zé）。圖7是伊斯卡的瑞士自動車床高壓冷卻係列（liè），冷卻液直達（dá）刀片切削（xuē）刃。

    
  
      
      a)高壓冷卻                                    b)壓製斷（duàn）屑槽的高效切槽刀片

     
      c) 切槽刀的側麵鎖緊機構               d)PICCO ACE BH夾頭
     
       圖7 伊斯卡的瑞士自動車床用刀具係列

   
       伊斯卡在重型切斷車刀（dāo）方（fāng）麵（miàn）也展出了新產品。
 
      考慮到重型切槽（cáo）即重型車削-切槽加（jiā）工中刀具切削區域部位（wèi）最易受損，伊斯卡設計出（chū）一款（kuǎn）獨特的刀夾(見圖8下方的大圈)，這種重型（xíng）切槽刀具更換時（shí）隻需更（gèng）換刀夾而不是更換刀體或刀板。

     
      圖8 伊（yī）斯卡的（de）DOVEIQ GRIP
   
   
      二、銑刀（dāo）
   
      在銑刀方麵（miàn），首（shǒu）先要介（jiè）紹三菱材料的可（kě）轉位銑刀WSX445(圖9)。這種銑（xǐ）刀的特點是雙麵（miàn）刀片卻可以有大前角和多個有效的切削（xuē）刃。這種設計對於導屑產生了正麵的影響，切屑的卷曲更為合理，不易損傷未經使用的其它切削刃。

    
      
  
         a)WSX445銑刀                                     b)刀具前角
 
        圖（tú）9 三菱銑刀WSX445

   
      要介紹的第二種銑刀是三菱材料的高效精加工用麵銑刀FMAX（圖10）。這種銑刀有三個技術（shù）特點：第一是鎖緊機構，第二是調節機（jī）構，第三是冷卻結構，刀體上安排了接近沿前刀麵噴（pēn）出的冷卻液噴孔，能有效防（fáng）止前刀麵上產生粘屑。

      
  
      圖10 三菱（líng）FMAX銑刀（籃框為鎖（suǒ）緊機構，綠框為調節（jiē）機構，紅框為冷卻結構）
   

     瑪帕（pà）公司（sī）也（yě）展（zhǎn）出了具有新（xīn）結構的裝金剛石刀片的麵銑刀（dāo）FlyCutter和EcoMill-Blue（圖11）。主要應用於小主軸（如BT30）的FlyCutter刀盤采（cǎi）用鋁（lǚ）製刀體（tǐ）以減（jiǎn）輕刀盤高速旋轉時的轉動慣量，同時在刀齒前方去除相當一（yī）部分（fèn）刀體，這樣既利於進一步減（jiǎn）輕刀重和轉動慣量，也（yě）利於切削時的容屑，保（bǎo）證在刀齒脫離切削區間前不至於發（fā）生容屑空（kōng）間被堵塞的情況，確保加工的安全性。EcoMill-Blue則在刀（dāo）夾上設置了小的臨時容屑空間，工件（jiàn）表（biǎo）麵沒有切屑殘留，使得後麵的清洗工序非常簡單易行。
   

     
      a)FlyCutter                                                b)EcoMill-Blue

     圖11 瑪帕的兩款PCD麵銑刀（dāo）及其刀夾

   
     伊斯卡則推（tuī）出了HELIDO 800銑刀（dāo）（圖12）、旋風槽銑刀和英格索爾銑刀。HELIDO 800銑刀在同一（yī）個刀體上既可裝切深較大的方形刀片，也可裝切深稍小但刀刃數翻倍的八角形刀片。

     
    
       圖12 伊斯卡的HELIDO 800銑刀
     
     德國藍幟展出了其旗下基寧格的新型仿形銑削刀具CopyMax2（圖13）。CopyMax2帶有二個全功（gōng）能切削刃，當第一個切削刃磨損時，該刀片可以（yǐ）轉位（wèi）並重複使用，且和第（dì）一（yī）個切削刃具有相同的刀（dāo）具使用壽命。

     
  
      圖13 藍幟的CopyMax2銑刀
 
   
     號恩公司（sī）展出了其微徑立銑刀係統DS（圖14）。新（xīn）的（de）立銑刀係列產（chǎn）品具有更優的（de）幾何結構，可提供（gòng）超（chāo）精（jīng）細的表麵質量。

     
     圖14 號恩的（de）微直徑銑刀
   
   
     三、孔加工刀具
  
 
     在孔加工刀具方（fāng）麵（miàn），大連（lián）遠東用其收購的（de）美（měi）國克利夫蘭品牌展出了各種高速鋼專用鑽頭。
 
     伊（yī）斯卡（kǎ）的IQ變（biàn）色龍鑽700係（xì）列（圖15）也令人矚目。該係（xì）列設計獨特，通過硬質合金刀頭開槽部位彈性變形實（shí）現自鎖緊，無需任何其他鎖緊螺（luó）釘等配件。
  

     
  
      圖15 伊斯卡的IQ變色龍鑽700係列
     
      尚亞則展出了來自MILLER的三刃鑽Tritan-Drill（圖16）。據稱具有高定心性，適用於貫穿孔和破孔的加工；通過修磨橫刃，降低切削力和加工（gōng）熱（rè）量。

      圖（tú）16 MILLER的Tritan-Drill三刃鑽

   
      近來，3D打印成為製造業的（de）一個熱門（mén）話題。許多人對包括（kuò）3D打印在內的增材製造對應用於減材（cái）製造的（de）刀具行業會產生（shēng）何種影響憂心忡忡。瑪帕展台上的2個產（chǎn）品給了我們一種回答：3D打印並不是搶了刀具的“飯碗”，而是可（kě）以用（yòng）來製造我們原本很難製造的刀具，從而豐富了刀具的品種規格。圖17是瑪帕3D打印（yìn）的可換頭鑽頭QTD。運用3D打印（yìn）技術，使（shǐ）螺（luó）旋內冷孔甚至螺旋異形內冷孔(圖17右上角小圖左側為三角形內冷（lěng）孔)的加工難題迎刃而解。

     
  
      圖17 瑪帕采（cǎi）用3D打印的可換頭鑽（zuàn）頭QTD

     複合材料加工是近年來增長較快的行業之一（yī）。瑪帕在本屆展會上展出了不少複材（cái）加（jiā）工刀具。由於複材加工是（shì）一個較（jiào）新的領域，許（xǔ）多刀具用戶和服務商對複材的了解還不夠全麵。瑪帕展出的（de）複材用冠齒鑽（即可換頭鑽頭）能夠簡（jiǎn）化複材的（de）刀具使用，一般無需刃磨，在（zài）鑽頭切削刃磨鈍後更換齒冠（即頭部）就能再次進入加工過程。

     
   
       圖18 瑪帕展出的（de）複材工件和加（jiā）工複材的可換頭鑽（zuàn）頭
   
   
     瑪帕還展出了（le）一種用（yòng）於複合材料鑽孔的（de）套料鑽。對於這種套料鑽（zuàn），瑪帕解釋說（shuō），這並不是因為用（yòng）戶需（xū）要節約材料、減少切削功率、留下芯部以供取樣等采用常規套（tào）料鑽頭的目的，而是為了減少切屑。
 
     無錫方寸展出了一種正在申（shēn）請實用新型（xíng）專（zhuān）利的粗鏜刀，利用（yòng）了傾斜齒分力作用（yòng），合理地將切削抗力按設計方向傳遞（dì）至鏜刀體，減少了切削抗力對模塊間定（dìng）位的影響，從而提高了鏜（táng）刀在切削過程中的穩定性。
 
     上（shàng）海（hǎi）鬆德也展出了他們的微米級鏜刀（dāo）和減振鏜刀（圖（tú）19）。將微米級鏜刀的（de）調節精度提高（gāo）到每格半徑（jìng）0.5m直徑1m。該（gāi）產品（pǐn）獲得了（le）中國機床（chuáng）工（gōng）具工業協會頒發的“CCMT 2016春燕獎”。

       
  
      圖19 上海（hǎi）鬆德的微米級鏜刀
   
     上海鬆德展台上另一個引人注目（mù）的產品是減振鏜刀，有效解決了長（zhǎng）懸伸刀具切削振（zhèn）顫問題，特別是在深孔加工中的減振鏜刀應用最為廣泛。上海鬆德研究了動力減振技（jì）術和阻尼減振技術，設計開發（fā）了獨（dú）特的有阻尼（ní）減振係統及其結構形（xíng）式（shì），有助於精確（què）地將刀具振動的振幅快速減至最低；同時研究了切削振顫控製技術，便於準確地確定不同領域的振動類型，有效控製這（zhè）些振動。

     
  
      圖20 上海鬆德的阻尼減振鏜刀（dāo）

     
      四、螺紋、齒輪（lún）加工刀具（jù）
 
 
     在螺紋刀具方麵，伊斯卡展出了帶10個切削刃（rèn）的IQ五角雙頭螺紋刀（圖21）。伊斯卡介紹說，該刀片采用了其通用合金牌號IC908，螺紋刀片壽命顯著延長；相比於常見的三刃平裝螺紋刀片，該刀片增加（jiā）了切削刃數量；刀（dāo）體設計有內冷卻通道，既適用於常規冷卻加工，也適用於高壓冷卻加工；刀片（piàn）轉位簡捷方便（biàn），操作者不需完全取下刀（dāo）片鎖緊螺釘（dìng）即（jí）可在機床上進行轉位（wèi）操作(不包括換麵)，故可實現“無停機時間”。

     
      圖21 伊斯卡IQ五角雙頭螺紋車刀（DECA-IQ-THREAD）
     
     蘇州銻瑪展出了一種石（shí）油閥門（mén）專用螺紋銑刀。銻瑪介紹說，用於石油閥門零件的刀具尤其要能夠適應惡劣的工作環境，確（què）保安全可靠。在這種工況（kuàng）下，螺（luó）紋銑刀必須克服跳動大和振動大的困難，才能確保銑（xǐ）刀在切削過程中不崩刃和斷刀，加工出來的螺紋也不會有喇叭（bā）口的現象（xiàng）。

      圖22 蘇州銻瑪的石油閥門專用（yòng）螺紋銑刀結構
    
     成都成量工具（jù）展（zhǎn）出了其開發的3種專用絲錐。第（dì）一（yī）種是汽車輪轂專用絲錐，第二種是針對加工奧氏（shì）體（tǐ）不鏽鋼等難加工材料而設計的專用絲錐，第三種是針對淬火後材料硬（yìng）度達到45~52HRC的高硬鋼加工（gōng）的絲錐（zhuī）。
    
   
  
     a) 汽（qì）車輪轂專用絲錐               b)奧氏體不鏽鋼專用                c)高硬鋼（gāng）專用

     圖23 成都成量（liàng）工具的3種專用絲錐
   
 
     在齒輪刀具方麵，德國藍幟展（zhǎn）出（chū）了（le）滾刀-倒角複合刀，此刀具可以根據齒輪加（jiā）工的要求設（shè）計為粗滾、倒角和精滾或粗滾、倒角，精滾刀的（de）加工精度最高可達IT6-7級，可取代原有的剃齒工藝，同時倒角（jiǎo）加工效率比原工藝（yì）提高30%，而且省去了倒角機的投入，大大降低了生產成本和設備投資。這款刀具既適用於加工汽車工（gōng）業的小模數齒輪，又（yòu）適用於風電（diàn）、建築、起重機、軍工等行業（yè）大模數多（duō）齒數（shù）的齒輪加工（gōng）。

     
 
     圖24 藍幟的滾-倒刀（dāo）具（jù）係統、加（jiā）工狀況及結果
     
     哈一工也展出了（le）可轉位齒輪滾刀，采用模塊裝配式（shì）結構，由多片（piàn）刀（dāo）夾模塊及兩側法蘭盤（pán）組裝成一件滾刀。適用於留磨或磨前大模數齒輪的高（gāo）速、高效（xiào）加工。
 
     除了可轉位齒輪滾刀，哈一工也展出了可轉位齒輪銑刀，包括可轉（zhuǎn）位（wèi）齒輪粗（cū）銑刀、可（kě）轉位（wèi）半精切齒輪銑刀（dāo）和可轉位精切齒輪銑（xǐ）刀。
 
     德國號恩這（zhè）次也（yě）展（zhǎn）出了一款齒輪銑（xǐ）刀，與其盤（pán）形（xíng）鋸片（piàn）銑刀類似的結構，分為頭部整體式、多齒單排和多齒雙排幾種。

     
    
      a)頭部（bù）整（zhěng）體式             b)多齒單排          c)多齒雙排

      圖25 德國號恩的齒輪銑刀
 
 
     五、成形加工刀具
    
     成形（xíng）加工刀具是（shì）刀具廠商提（tí）供解（jiě）決方案的重要（yào）特征（zhēng）之一。在CCMT2016展會上，不少廠家尤其是國內刀具廠商展出的成形刀具頗為（wéi）令人欣喜。
   
     哈一工（gōng）展出了可轉位轉子槽銑刀和（hé）可轉位榫槽拉刀。前者是一款專業化極強的（de）專（zhuān）用配套刀具，是加工大型電機各（gè）類轉子槽最理想的刀具（jù）。後（hòu）者通（tōng）用性強，拉削槽型為矩（jǔ）形，適用於對鍵槽或榫槽等（děng）成（chéng）型槽（cáo）的粗拉削，尤其適（shì）用於（yú）汽輪機行（háng）業的榫槽拉削。
  
     

      圖26 哈一工的可轉位榫槽粗（cū）拉刀
   
      蘇州阿諾展出了其曲軸、連杆的整（zhěng）體刀具解決方案和用於發（fā）動機缸蓋、液壓閥塊（kuài）加工的成形刀具。在阿諾的曲軸整（zhěng）體刀具解決方案中，30倍長徑比的超（chāo）長整體硬質合金鑽頭（tóu）特別引人（rén）注目，已經達到與國外類似（sì）的高水平。阿諾還展出了另（lìng）外幾種有優勢的產品。
    
      
  
        圖27 蘇州阿諾的曲軸整（zhěng）體刀具解（jiě）決方案
    
     無錫方寸也展出（chū）了多款成形刀具。圖28是為柴油機高壓（yā）共軌係統零件“軌”提供解決方案的案例，包括了套車（chē）外圓及平（píng）麵、銑外螺紋和套車零（líng）件的（de）回油口。通（tōng）過成形和複（fù）合，減少了加工時間和換刀（dāo）時間，用（yòng）戶的加工效率大（dà）為提高（gāo），經濟效益較為顯著。

    
  
     圖28 無錫方寸用於柴油機高壓共軌係統零件“軌”的解決方案

     六（liù）、工具係統
     
     在工具係統方麵，德國翰默展出了帶安全鎖(SafeLock)的飛瀑(Cool Flash)刀柄。幾年內，翰默先後推出了能防止刀具（jù）從夾頭中拔出的（de）安全鎖技術刀柄和以貼近刀具噴射切削（xuē）液為特征的飛瀑冷卻刀柄，本屆CCMT上展（zhǎn）出了將這（zhè）兩項技（jì）術結合在一起的刀柄（bǐng）。

      圖29  德國翰默（mò）帶安全鎖（suǒ）的飛瀑刀柄（bǐng）
     
      瑪帕和尚亞則展出了采用3D打印的液壓（yā）夾頭。對於3D打印液壓夾（jiá）頭的經濟性（xìng），瑪（mǎ）帕表示，由於他們（men）的3D打印處於日夜（yè）連續生產的模式，成本不很高，其售價與傳統製造的液壓夾頭相比相差不大。

     
      圖30 采（cǎi）用3D打印的液壓夾頭
     
      洛陽信成是國內拉釘（dìng）專業廠商（shāng）。本（běn）次展會展出的（de）拉釘除了包括我（wǒ）國標準、國際標準、德（dé）國標準、美國標準、日本標準等相對大路的（de）產品外，還有馬紮克（kè）、三（sān）井係（xì）列拉釘、韓國三星臥式加（jiā）工中（zhōng）心拉釘和德國巨浪機床專用拉（lā）釘。

     （中國機（jī）床工具工業協（xié）會工具分會 楊曉執筆）