【機床商務網欄目 產品評測】于今年4月在北京舉辦的CIMT2021展會,其展品水平和品種、規格及覆蓋面均有新的變化和提升。以數字化制造與解決方案為升級換代的主流,智能技術成為產業進步大趨勢,高效與自動化造就市場新空間,專業化的特點愈加凸顯。
盡管受疫情影響,本次展會仍吸引了多家境外刀具展商前來參展,如伊斯卡、瓦爾特、特固克、三菱、京瓷、住友、泰珂洛、歐士機、黛杰等。
就本屆展覽會的刀具展品而言,高效率,高精度依然是行業發展主題,制造裝備技術的發展進一步帶動現代切削刀具向結構更復雜、功能更加多樣化的方向發展。本次展會各大刀具品牌常規技術日趨成熟,新材質推出步伐放緩,結構創新成為各廠家展品的主要亮點。從刀具服務發展看,與智能制造相輔相成,各大廠家更加注重智能化管理刀具,為客戶刀具融入數字化管理提供了支持。
本文就CIMT2021展會的部分硬質合金可轉位刀具展品做簡要評述。
1.刀具結構更復雜,功能更加多樣化
隨著制造裝備技術的不斷發展,更先進的成型技術開始大量應用。采用橫向壓制成型刀片已經隨處可見,而分模技術正日益成熟,以進口品牌為主導,復雜后刀面結構的刀片成為此次展會的突出亮點。刀片結構更復雜,一定程度上增加了刀片生產難度和生產成本,國外刀具以此構建刀片生產技術壁壘,與國內刀具廠商形成差異化競爭。同時,由于成型技術的日趨成熟,大量銑刀片均不磨周邊。例如:

圖1 京瓷重力銑削刀具刀片成型復雜且不磨周邊

圖2 瓦爾特凸三角方肩銑刀后刀面成型復雜

圖3 三菱凸三角大進給后刀面成型復雜且不磨周邊

圖4 三菱立裝方肩銑刀后刀面成型復雜

圖5 特固克方肩銑刀后刀面成型復雜且不磨周邊

圖6 泰珂洛雙面T型方肩銑后刀面復雜且不磨周邊

圖7 伊斯卡雙面正前角車刀片成型復雜

圖8 伊斯卡多功能槽刀結構獨特
瓦爾特展出WL25全向及仿形多功能車刀(圖9)。與傳統系統相比,瓦爾特系統可大幅提升工藝可靠性和經濟性。在該刀最大仿形車削50°時,具有極好的穩定性。與傳統的VCMT或DCMT刀片不同,該款三刃WL25可轉位刀片通過刀片座和刀片本身的V型卡口精確地固定在刀桿中,使刀桿中的刀片無法再移動。另外,由于可以在兩個切削方向上進行加工(可以使用兩個切削刃),從而提高了單個刀具壽命。

圖9
株洲鉆石展出的立裝型三面刃銑刀SMP08/09系列(圖10),適用于鋼、不銹鋼、鑄鐵、耐熱合金的材料加工。優異的側銑及槽銑性能,切削輕快,加工表面質量好。其應用范圍極為廣泛,如汽車發動機缸體及其零部件的加工,航空發動機鈦合金及超高強度鋼加工,電力能源行業大型殼體加工等。

圖10
大昭和展出新一代BIG-KAISER精鏜雙面六刃型鏜刀片(圖11),可滿足客戶鏜孔加工提效降本需求,首次采用負前角刀片,提高了刃尖強度,高剛性使刀片有更長壽命,比之前型號增加3個刀尖角,采用適合精鏜加工的ELM斷屑槽設計,斷屑性能優異,可實現更穩定的精鏜加工。

圖11
2.大進給刀具普遍化及多樣化
大進給銑刀具能夠采用比一般銑刀更大的進給量,在模具行業中應用非常廣泛。近年來,各廠家早已在單面槽大進給銑刀片基礎上開發出了雙面槽大進給銑刀片,并且形狀結構更加多樣化,品種更加繁多,系列更加齊全,功能也逐步完善,在進給量不下降的情況下,能夠獲得的切深日益增加。同時,除銑刀采用大進給技術外,車削刀片也開始出現大進給技術。典型產品有:

圖12 京瓷MFH boost大切深加工高進給銑刀,切深可達2.5mm

圖13 特固克chase10mill的10刃高進給銑刀

圖14 泰珂洛對原有大進給銑刀進行功能拓展具有多種主偏角和切深

圖15 伊斯卡LOGIQ 4FEED雙面大進給刀片

圖16 泰珂洛五邊形大進給車刀

圖17 株洲鉆石雙面槽大進給XMR11系列
黛杰展出快進給方肩銑“雙魔新干線”(圖18)。該產品的兩種刀體可共用同一片刀片,分別是軸向切深最大2mm的高效率、快進給加工用HF型刀體和可實現平面、立壁、清根等方肩加工的SM型刀體,可應對廣泛加工要求。采用多刃小型刀片設計,刀片兩面使用,共12個刃口。刀片緊固面采用雙斜楔型構造,1個緊固螺釘即可牢固地鎖緊刀片,抑制切削阻力引起的竄動,實現穩定的長壽命加工。刀片材質有耐崩刃性及耐磨損性兼備的PVD涂層材質JC8050以及一般鋼、預硬鋼、50HRC以下淬火鋼也可應對的PVD涂層材質JC8015。

圖18
三菱展出的WJX系列非常適合大進給以及大切削深度的高效率加工,雙面刀片具有經濟性,并具有多功能、切削鋒利、低噪音等特點,可實現長壽命加工。切削開始(切入)時的阻力低,在斷續切削及大進給加工時也可實現穩定且低噪音的加工(圖19)。

圖19
拉羋那全球首發的新產品ankx170608是雙面方肩4刃銑刀(圖20),正反4個切削刃均帶修光刃設計,在保證高效加工的同時能夠實現非常光亮的表面粗糙度。這款刀片最大的切深達15mm,其刀桿搭配直徑為25-125mm,有桿式和盤式兩種類別可供選擇。

圖20
廈門金鷺展出的雙面12刃面銑刀具(圖21)。這款刀具屬于HNGU系列,刀片自帶修光刃,搭配不同主偏角刀體,可以實現快進給加工以及高精度、經濟性的面銑加工。

圖21
歐科億推出CVD鑄鐵車削新牌號(圖22)。SC7210具有細晶和高硬度化的化學涂層,基體的耐磨性好,在廣闊的加工領域實現了穩定和長壽命加工,適用于灰口鑄鐵、球墨鑄鐵的連續/輕斷續加工及小零件開粗;SC7220采用細晶α-Al2O3膜強化的MTCVD TiCN-Al2O3涂層,基體為一種韌性很好的硬質合金,適用于灰口鑄鐵、球墨鑄鐵高速/高進給加工、強斷續加工及開粗。

圖22
3.特色刀具向“極致化”發展,各廠商不斷微創新
數控刀具結構發展日新月異,各廠家均有一技之長,而將此特長發揮到極致,便可在眾多競爭對手中脫穎而出。本次展會,多個刀具廠商推出了“市面上最……”的刀具,小者愈小,長者愈長,多者愈多,成了各廠家吸引觀眾眼球的突出亮點。切削技術的發展,伴隨著制備工藝及工裝夾具的發展,在現階段,各廠家并未出現翻天覆地的技術革新,但本次展會,也呈現出不同程度的微創新。有些創新,在短期來看,并不一定對于刀具功能或者性能有本質的提升,但是對于刀具企業來說,持續的微創新是保證技術發展的源泉,最終量變形成質變。例如:

圖23 特固克T型方肩銑刀的刀片有5種規格

圖24 山特維克可樂滿在業內首推7D淺孔鉆后眾多廠家紛紛跟進

圖25 泰珂洛的帶鎖緊結構的切槽刀增加了三維槽型結構

圖26 伊斯卡在刀片和刀槽之間增加過渡裝置安裝小尺寸刀片
此外,京瓷25°刀尖車刀片(圖27)和號恩可轉位鉸刀(圖28)也都有不同程度的改進。

圖27

圖28
森拉天時還展出了可自由切削的車刀片(對機床功能要求高)(圖29),這種自由車削(FreeTurn)車刀采用了細長型的減徑刀桿(避免輪廓干涉區域),使刀具能夠輕松到達非常狹窄的加工區域??赊D位刀片裝在刀桿頂端的設計很特別,具備多種不同復合切削刃性能的刀片,使得FreeTurn刀具能夠滿足不同角度、槽型、涂層及材質的各種不同加工需求。

圖29
伊斯卡展出的TANGSLIT槽銑刀為用戶提供了有效的解決方案(圖30)。該槽銑刀冷卻液流經冷卻通道直達每一切削刃,既適用于低壓冷卻(最高冷卻壓力為1MPa),也適用于高壓冷卻(最高冷卻壓力為34MPa),切削速度最大能提高50%,確保高效排屑,提高了被加工表面質量。

圖30
拉羋那展出了xpkt/xpkw0602快進給銑削刀片(圖31),刀片非常小巧。切削刃采用正前角螺旋設計,排屑非常順暢,切削極輕快。這款刀片采用厚度加強的設計,保證了刀片本身的強度。采用桿式和螺釘連接方式的刀桿,最小可以做到10mm,可以裝夾兩個刀片,最大切深達到0.7mm,可以滿足市面上絕大多數的小直徑快進給銑削應用。

圖31
澳克泰展出槽刀系列(圖32)。CS槽型具有鋒利的刃口,CM槽型為中等刃口設計,CH槽型刃口強壯。這三種槽型主要應用于鋼件、不銹鋼、高溫合金等材料的低、中、高進給加工。TS/TM槽型采用雙頭設計,可實現車削、切槽及切斷加工;RM槽型雙頭槽刀片可適合多種加工方式,如切槽、車削和仿形加工,實現一刀多用;磨制級槽刀片配有圓頭精磨雙頭刀片,可用于切槽、車削和仿形加工;平頭精磨雙頭刀片應用于切槽和車削加工。

圖32
4.結束語
CIMT2021展出效果超出預期,展示了更多的國際先進制造技術,成為了未來幾年中國裝備制造業的風向標和晴雨表。全球疫情的不穩定性導致很多境外廠商都面臨開工或產能不足、甚至倒閉的問題,隨之而來的是大量訂單轉移到了境內。隨著中國疫情逐漸得到有效控制,5G、新能源汽車、商用車等新興產業快速復蘇,釋放出較大需求。
2021年是中國“十四五”規劃的第一年,中國制造業逐漸向智能制造方向轉型,為整個機械加工行業帶來了機遇與挑戰。隨著新的制備工藝的發展,切削刀具已經向著結構更復雜、功能更多樣的方向發展。而為了順應智能制造發展需求,切削刀具也會繼續向著高效率、高穩定性方向發展。
本次展會,刀具檢測設備和非接觸式逆向掃描設備廠商展示了其更強大、更先進以及更便捷快速的功能,全方位、自動化測量手段的不斷完善,對刀具質量控制和研發起到積極作用。激光設備已逐步在超硬材料刀具制備方面發揮積極作用,采用激光拋光硬質合金刀具前刀面或在刀具前后刀面加工微結構的工藝也會日益普及,這些都將助益刀具產業更好更快發展。
供稿:協會工具分會
作者:王羽中 楊曉 查國兵(分會CIMT述評組)
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