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Haimer翰默:安全的重載切削

2016-8-29 來源：翰默作者：

目前，仍（réng）有很多人不（bú）重視刀柄的重要性，特別是在粗加（jiā）工和重載（zǎi）切削加工領域。在此類加工中，金屬去除率是提升效率的重點。借助於特殊熱縮刀（dāo）柄中的定位銷和刀具柄部的螺旋槽，滿刀銑削（xuē）難加工材料的鍵槽時，切深可達2XD(50mm)或更深。機床商Heller恒輪（lún）通過一係列應用研究證明了HAIMERSafe-Lock?翰默安全鎖係統的效果。

粗加工鈦合金：沒有Safe-Lock?安全（quán）鎖係統，刀具在滿刀加工（gōng）ap=2XD的槽時，被從標準型熱縮刀柄中拔出（chū）並（bìng）折斷。使用（yòng）帶Safe-Lock?安全鎖係統的HAIMER翰默強力型（xíng）或者重型熱（rè）縮刀柄，可以安全的滿（mǎn）刀加工ap=2XD的槽。

尤（yóu）其在航空和通用機（jī）械行業，生產經理們在麵對難加工材料時，必須兼顧經濟效益和工藝安全性（xìng）。幸運的是，有（yǒu）識之士明白：機械加工技術創新的持續發（fā）展將滿足製造業不（bú）斷提升的要求。Heller恒（héng）輪機床被看作此類創（chuàng）新的靈感（gǎn）之源。這家公司（sī）坐落於德國Nuertingen紐廷根市，是（shì）知（zhī）名的高品質機床廠商，提供（gòng）4軸和5軸加工中心（xīn），CNC銑（xǐ）削和車削中（zhōng）心，CNC凸輪軸（zhóu）和曲軸專機，以及柔性生產（chǎn）線。客戶認可其針對特殊工藝要求（qiú）設計的各種產品和他們的競爭力。 Heller恒（héng）輪完全在自己工廠中生產的產品（pǐn）的（de）這兩種品質，是依托與客戶??供應商和各種研究所的合作，以（yǐ）保持（chí）其始終（zhōng）處於創新的前（qián）沿（yán）。

粗加工是（shì）一個很有（yǒu）前途的工序

Werner Kirsten工作於Heller恒輪的（de）技術（shù）研發部門，負責“難加工材料”領域。他解釋道：“我們的服務包含和客戶及供應商（shāng）一起優化金屬加工工藝。為了通過實地測試來支持這些服務，我們的技術（shù）中心裝備（bèi）了各種（zhǒng）機床（chuáng）。”大多的案子要求在不降低（dī）工藝（yì）安全性的前提下提升生產效率。技術專家Werner Kirsten補充說：“我們（men）經常通過優化粗加工工序來減少精加工工序（xù）以實現這一目（mù）標（biāo）。保證同樣的技術數據，但是減少50%的精加（jiā）工餘量。”總的加工（gōng）時間減少（shǎo）至原先（xiān）的一半，不（bú）過無論如何，這需要保證在（zài）粗（cū）加工過程（chéng）中的工藝安全性和可控性。

因（yīn）而，為（wéi）了實（shí）現提升生產效率的目標，工藝鏈上的所有環節都（dōu）必須被考慮到，機床是最重要的（de）機加工環節（jiē）。盡管如此，刀具夾持（chí）係統冷卻係統和別的要素也是成功的（de）基本條件“最。終，工藝鏈（liàn）中最薄弱的（de）環節將是（shì）製約（yuē）成功的（de）瓶頸。”Werner Kirsten強調道。他認為大多數機加工車間不重視刀柄（bǐng），雖然刀柄對高性（xìng）能切削是（shì）一個非常顯（xiǎn）著的影響因素。“以往幾年中的試驗已經證明了這個觀點。”Werner Kirsten解釋道。我們相信刀柄對機械加工有著不可思議的影響。例（lì）如：強力型熱縮刀柄，加工中的振動節點接近於支撐點（由於其強壯（zhuàng）的外（wài）形（xíng）設計）。這（zhè）將使加工更平順，振（zhèn）動和（hé）工件表（biǎo）麵粗糙度更小，而刀具（jù）機（jī）床加工參數和（hé）夾具都是（shì）相同（tóng）的，僅僅更換了一個刀柄。

刀具夾持係統-生產效率的一個（gè）要素

通過選用合適的刀柄，你可以獲得更高的（de）生產效率和工件表麵質（zhì）量，同時（shí）你（nǐ）隻需使用普通的標準刀具。Werner Kirsten進行了一個（gè）普通4刃外冷銑刀的（de）對比實（shí）驗，除了普通熱縮刀柄，他還測（cè）試了HAIMERSafe-Lock?翰默強力型帶環繞冷卻係統的（de）刀柄，環繞冷卻係統確保了冷卻液被傳輸至刀刃。和使用普通熱縮刀柄（bǐng）加外冷的方案相比，我們能（néng）獲得顯著提高的效果。當一群來自航空工業??Dortmund多特蒙德大學和（hé）Hamburg-Harburg漢堡-哈爾堡（bǎo）大學的代表們參觀Heller恒輪時，一組特殊的銑（xǐ）削應用被用於鈦合金（jīn）TiAl6V4的加工。

從困難（nán）的案（àn）例中獲得領（lǐng）悟

機床是Heller恒輪的4軸H5000，配有齒輪傳動（dòng）係統和能產生最高2.290Nm扭矩的HSK-A100主軸。為了驗證加工的潛（qián）能，不同的直徑25mm立銑刀被用於在鈦合金板上滿刀銑槽。為了模擬航空工業中刀柄的使用狀況，這些銑刀被安裝在強力熱縮刀柄中。當銑削深度為0.5-1.0XD時，工藝安全性很好。由於機床主軸未達到滿負荷，參與實驗的專（zhuān）家（jiā）們同意將銑削深度增加至（zhì）2.0XD。Werner Kirsten解釋道：“在這些條件下，銑刀會在加工時被拔出刀柄，產（chǎn）生一條深達2.5XD的槽，並銑穿工件。在槽的盡頭，銑（xǐ）刀由於切削（xuē）阻力（lì）太大而最終折斷。”這些銑削加工專家都同意，刀柄的夾持（chí）力是此工序的瓶頸。一旦銑刀（dāo）受到的軸向切削力或（huò）加工中（zhōng）產生的振（zhèn）動太大，銑刀就（jiù）會被拔出刀柄並向工件方向蠕動。有時，由於切削力增加太多，從而導致（zhì）銑刀（dāo）最終折斷和工件徹底報廢。

試驗參與者們集中討論了刀具被拔出的原因（yīn）和可能的對策，最（zuì）後，Werner Kirsten想到了一個（gè）主（zhǔ）意，即當刀柄的夾持力不足以對抗軸向切（qiē）削（xuē）力時，刀具應當被（bèi）推向主（zhǔ）軸方向。這是他（tā）最終注意到附加在摩（mó）擦力夾持係統上的HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖係（xì）統的原因。刀柄和刀具柄部都有螺旋線的特征。理論（lùn）上，即使帶安全鎖係統的銑刀在刀柄中鬆動了，它會被在螺旋線上分布的定位銷拉入刀柄而不是進入工件。而這種刀具的蠕動可以被長（zhǎng）度調整（zhěng）螺釘輕易的預防。

防止刀具被（bèi）拔出

Werner Kirsten聯係了歐洲刀具夾持係統的領導者HAIMER 翰默公司，測試了安全鎖係（xì）統，“我們想（xiǎng）知道，HAIMER 翰默的（de）這一係統是否能夠在更嚴酷的實測環境中實現我們（men）的設想。”HAIMER 翰默（mò）的技術研發團隊重複（fù）了上（shàng）述的測試（shì），但有（yǒu）下列主要的更改內容。 HAIMER Safe-Lock?翰（hàn）默安全鎖係（xì）統被施加在一種（zhǒng）類似的硬質合金立銑刀上，而且這（zhè）次測試將使用更小的主軸接口（HSK63代替了HSK100），剛性更弱的（de）齒輪傳動5軸（zhóu）機床，穩定性更差的對角線式夾（jiá）具夾持的工件。結（jié）果是：盡管有這些附加的限製條（tiáo）件，這把銑刀能安全的滿刀銑2.0XD(50mm)深的槽，Werner Kirsten說道：“這種方法能間接地（dì）證明HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖係統的可（kě）行性，而HSK-A100的（de）熱縮刀柄將有更大的潛（qián）力，特別（bié）是在條件較差的（de）齒輪（lún）傳（chuán）動的5軸（zhóu）加工中心上。“隨後這個鈦合金TiAl6V4實（shí）驗又被重複了幾次，包括在Farnborough範堡羅航展上，由此證明使用（yòng）Safe-Lock?安全鎖係（xì）統（tǒng）能夠將鈦合金滿（mǎn）刀銑槽的極限（1XD=25mm）提升（shēng）一倍。

Kirsten總結了實驗結果：”對粗加工而言，這是一種安全的工藝，因此我認為HAIMER Safe-Lock?翰（hàn）默安全鎖係統結合（hé）我們已經使（shǐ）用的熱縮技術是簡單可行的，特別是夾持其它製造商的標準化銑刀，其（qí）工藝安全（quán）性是可靠的。“很多刀具製造商正在提供帶HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖（suǒ）係統的產品從這（zhè）項發明誕生之日起，HAIMER翰默認識到Safe-Lock?安全鎖係統的不可思議的潛力，這是為什麽該公司申請了一係列專利，使那些先（xiān）進的刀具製造商能將此防掉刀係（xì）統和他們的刀具整合在一起。最終的目標是（shì）創造一個更開發的係統，這將引領（lǐng）他們獲得巨大的成功。家刀具界的領軍製造商已經簽署了（le）專利許可協（xié）議，包括Walter瓦爾特, Widia威迪亞, Sandvik Coromant山特維克（kè）可樂滿,Seco Tools山高刀具,Sumitomo住友, Kennametal肯納金屬（shǔ）, Helical, Emuge Franken埃莫克法蘭肯,Data Flute, Niagara, OSG歐士（shì）機, SGS Tools 以及最近加入的Mapal瑪帕。

在Haimer翰默公司及其授權的合（hé）作夥（huǒ）伴的努（nǔ）力下，Safe-Lock?安（ān）全鎖（suǒ）係統（tǒng）正穩步提升市場份額，該（gāi）係統已經成為重載切削和粗加工的新標（biāo）準。實際上，Safe-Lock?安全鎖係統是如此的簡易（yì）廣普，

它正在替代傳統的側固式夾持係統（tǒng），尤（yóu）其是客戶使用新的動（dòng）態擺線銑削加工策（cè）略時（shí）。HAIMER翰默公司

總（zǒng）裁Andreas Haimer安德烈斯翰（hàn）默先生解釋道：“通過我們（men）的Safe-Lock?安全鎖係統，我們找到（dào）了（le）跳動精度高並且100%防掉（diào）刀的解決方案，該係統已經成功的在航（háng）空航天業建立起重載切（qiē）削和粗加（jiā）工的標準。現在越來（lái）越多的公司開始使用動態擺線銑削策略，為了獲得更（gèng）好的效（xiào）果，他們開（kāi）始采用Safe-Lock?安全鎖係統。”

使用擺線銑削（xuē）策略時，切（qiē）削深度和切（qiē）削速度可以在軟件的支持下提升，生產效率能夠顯著的提高。然而這種高效的加工方式導致刀具（jù）和工件的接觸麵（miàn）積加大，以及切削阻力的（de）加大（dà），這些因素（sù）將導致刀具被（bèi）拔出的現象頻繁出現。在Safe-Lock?安全鎖係統出（chū）現之前，這個問題是用側固式刀柄解決的，但是由於側（cè）固式刀（dāo）柄（bǐng）的自（zì）然屬性，客戶必須犧牲加工效率（lǜ）和精度。帶Safe-Lock?安全鎖係（xì）統的熱縮刀柄具有和側固式刀柄一樣的安全性，但是（shì）能夠提供更高的跳動及動（dòng）平衡精度。正是由於帶Safe-Lock?安全鎖係統的熱縮刀柄具有傑出的動平衡和跳動精度，通過應用更高（gāo）的切削速度和延長（zhǎng）刀具的壽命，以及更高的工藝安全性（xìng），客戶可以（yǐ）獲（huò）得更高的生產效率。

Werner Kirsten, Heller恒輪（lún）的技術（shù）研發人員: "因此我認為HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖係（xì）統結合我們已經使用的熱縮技術是簡單可行的，特別是夾持其（qí）它（tā）製造商的標準化銑刀，其工藝安全性是（shì）可靠的。

HAIMER 翰默重型（xíng）熱縮刀柄（中間）和強力型熱縮刀柄（bǐng）（右邊）及旁邊的（de）標準型熱縮刀柄。右邊（biān）的兩種刀柄可以（yǐ）增加（jiā）Safe-Lock?安（ān）全鎖係統。這種組（zǔ）合提供了最佳的跳動精度和（hé）工藝安全性，並且消除了（le）刀具被拔出的問題。

為了與帶安全鎖係統的刀柄相配合，刀具的柄（bǐng）部要（yào）磨出相應的螺旋槽。刀柄（bǐng）中（zhōng）沿螺旋（xuán）線分布的定位銷和刀具柄部的螺旋槽的組合，防止了銑刀（dāo）在極限的加工中被拔出刀柄。

具有抗振特性的HAIMER翰默強力型熱縮（suō）刀柄也（yě）可以增加環繞冷卻係統。外冷（lěng）刀具因而可以獲得冷卻液直達刀刃的效果，因此刀具的壽命和加工的工藝穩定性都提（tí）高了。

現在，很多刀具界的領（lǐng）軍製造商們已經簽署（shǔ）了專利許可協議，包括（kuò）Walter瓦爾特, Widia威（wēi）迪亞,Sandvik Coromant山特維克可樂滿, Seco Tools山高刀具, Sumitomo住友, Kennametal肯納金屬,Helical, Emuge Franken埃莫克法蘭肯, Data Flute, Niagara, OSG歐士機, SGS Tools 以及最近（jìn）加入的Mapal瑪帕，他們都（dōu）獲得了（le）HAIMER翰默Safe-Lock? 安（ān）全鎖係統的專（zhuān）利許可（kě），這些製造（zào）商可以提供他們自己（jǐ）的帶Safe-Lock? 安全鎖係（xì）統的硬質（zhì）合金銑刀（dāo）。

關於翰默：

HAIMER是德（dé）國一家中等規模的家族企（qǐ）業（yè），建立於1977年,位於巴伐利亞州奧格斯（sī）堡附近（jìn）的伊根豪森。我們設計、生產和銷售高精密的創新產品，服務包括（kuò）汽車、航空航（háng）天、能源、鐵路和一般（bān）機械加工業的金屬切削。我們除（chú）了提供各種規格接口和長度的刀柄產品，熱縮機和（hé）動平衡機，以（yǐ）及3D量表，還提供整硬刀具和（hé）砂輪軸產品。

HAIMER公司在全球擁有500多名員工，其中（zhōng）350名工（gōng）作在位於伊（yī）根豪森的工（gōng）廠。這（zhè）個工廠（chǎng）擁有最先進的高度自動化生產線。經驗豐富高素質的員工（gōng）保（bǎo）證了“HAIMER製造”的高品質。

作為積（jī）極倡導學徒製的公司，我們有大約40名（míng）學徒（tú），他們很多會被正式錄用，這（zhè）不僅確保翰默在未來能夠擁有更多高技術員工，能夠（gòu）為社會培（péi）養（yǎng）更多的（de）年輕人，而且（qiě）能（néng）夠確保未（wèi）來德國製造業（yè）的地位。

作為（wéi）刀具夾持領域歐洲市場的領導者，我們（men）擁（yōng）有每天提供2000隻刀柄的生產能力。我們非常重視產品的技術優勢（shì），為此我們每年（nián）投資產值的8~10%用於研發工作。我們每天都希望做的更好，這一切都源自我們的經營理念：以質取勝。

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