武进先进装备制造业发展迅速

2011年江苏武进12个新兴产业完成产值1949.02亿元,其中先进装备制造业完成规模以上产值868.52亿元。2011年江苏武进12个新兴产业完成产值1949.02亿元,同比增长22.77%,其中先进装备制造业完成规模以上产值868.52亿元。 武进全区五大产业规模以上企业共953家,占全区规模以上企业个数的66.4%,完成工业总产值2009.15亿元,同比增长21.5%;实现销售收入1965.97亿元,同比增长22.01%;实现利税184.72亿元,同比增长22.37%;实现利润123.39亿元,同比增长22.57%。产值、销售收入、利税、利润四项指标分别占全区规模以上工业的62.37%、62.31%、76.43%、80.04%。 新誉集团、玉柴重工、柳工机械以及台湾光宝、晶品光电等一大批国内外知名装备制造业企业纷纷进驻武进,再加上常发集团、国茂减速机、南方轴承等民营企业,一个完整的现代装备制造产业链已经基本形成。...

微型刀具的开发与应用

在医疗和牙科、电信、模具和航空航天工业,一些零件的尺寸越来越小,使微型切削刀具的需求增加,一些刀具的直径甚至比人的头发丝还细(平均直径仅为0.09mm)。这些适用于钻削、铣削和车削的微型刀具取决于亚微米颗粒硬质合金和涂层的开发,尤其需要重视刀具夹头、主轴和机床刚度,以形成有效的金属切除系统。小型或微型刀具的分类是一种相对的说法,通常是指直径范围0.05-2mm的刀具。目前并不缺少能够满足旋转刀具最小径跳要求的机床,以及能够安全、精确地夹持这些刀具的刀柄。Makino、Roku Roku(MC Machinery)、Roeders、Kern、Chiron、Mikron、Hermle、Yasda等公司生产的高速机床已经证明了其微加工能力。作为一种加工类型,瑞士式车削中心具有用微型刀具加工超高精度微小零件的能力。在使用这些微型刀具进行加工时,需要特别小心谨慎。要注意以下要点:(1)控制刀具的径向跳动极具挑战性;(2)刀具的夹持和操作要注意刚度和清洁度;(3)机床和主轴需要精心维护。由于零件尺寸越来越小,加工要求也越来越严,更多的难加工材料(如钴铬合金、钛合金、不锈钢等)需要采用亚微米牌号硬质合金刀具以及为加工定制的涂层,而且刀具必须保持必要的锋利度。医疗器件、模具和印刷线路板(钻削)的加工仍然在微型切削刀具的应用中占据主导地位。缩短加工循环时间、消除对微细结构采用二次电火花加工的必要性,仍然是微型切削刀具(包括钻头、立铣刀和瑞士式加工刀片)创新的首要任务。山高刀具公司扩展了用于加工硬金属(如淬硬钢、钛合金)和软金属(如铝、铜)的Jabrom迷你立铣刀产品系列。Jabro产品经理William Bogue解释说,“直径为0.1-2mm的新刀具扩展了我们加工由钛合金、钴铬合金以及高温合金制成的医疗装置的能力。对淬硬模具材料的加工也获得了成功,刀具寿命延长且可预测,同时获得了更好的加工表面质量。”这两种新型Jabro迷你整体硬质合金立铣刀系列包括用于加工硬度达HRC65的淬硬钢的JM100系列和用于加工铝和铜的400系列。Bogue说,“我们正在持续进行研发,并努力培训用户使用小直径刀具加工复杂形状零件的能力。用微型刀具进行加工时,需要采取一种完全不同的心态和注意力来对待加工能力,包括机床刚性、刀具夹持以及非接触式激光预调等。”与日本或欧洲相比,美国业界在微型切削刀具技术的广泛应用方面可能稍微滞后一些,但是,医疗/牙科、电子和光学领域的加工应用正成为已成功应用于模具加工的微型刀具的目标领域。美国尼亚加拉刀具公司的MicroTool微型立铣刀有2槽、3槽或4槽的方头、球头、短粗型、常规型和加长型等多种型式,直径尺寸范围为0.13-3mm。直径0.13-1.4mm的刀具尺寸增量为0.03mm。直径小于0.13mm的刀具可以特殊订货。使用微型刀具时,刀具、机床和刀具夹持的质量非常重要。尼亚加拉刀具公司的William Sebring解释说,“主要的影响因素是径向跳动,即从刀柄到切削刃的量表读数值(TIR)。对于一把直径13mm的铣刀,1/2000的径跳误差也许可以接受,但如果一把直径为0.25mm的刀具径跳达到5/10,则是不能接受的。将刀具安装到刀具夹头上时的清洁度,以及在高刚性机床上使用径跳小、重复性好的合适刀具夹头,对于使用微型刀具进行高速加工非常重要。对加工过程加速/减速信息的控制能力(即控制器可以提前预读还有多少程序块的能力)也至关重要。”Emuge公司新推出的微型刀具旨在扩展微加工的特定应用,如注塑模具、挤压模具或石墨和铜电极的铣削加工。该公司铣削产品专家Stephen Jean说,“这些微型立铣刀的特点是,几何参数经过优化的切削刃与纤细的内凹锥形颈部相结合,可对从HRC65的淬硬钢到石墨等材料进行高效铣削。颈部设计的允许悬伸比是10∶1。刀具的这种外形设计结合了德国高校的研究成果,该研究采用有限元参数法进行刀具建模,开发和整合了理想的颈部形状,以便在最大限度地减少振动的同时,使刀具的长度和刚度最大化。”微型刀具也很适合用于常规零件和微机械零件的高精度表面结构加工。已经证明,微型刀具在加工铸币模具和医疗器件(模具和设备)时具有很高效率,尤其是在采用电火花加工后还需要将零件移至其它机床进行精细结构加工的场合。Jean相信,微型刀具可以帮助制造商克服加工复杂零件时遇到的困难。Emuge公司的微型立铣刀直径尺寸为0.2-2mm,有效切削长度与直径之比分别为2.2∶1、5∶1和10∶1,有球鼻铣刀、环面铣刀、平头铣刀等24种不同的结构型式,分为不涂层、TiAlN涂层或金刚石涂层铣刀。该公司的整体硬质合金微型立铣刀适用于加工从石墨、铝到硬度达HRC66的淬硬钢等各种材料。Walter Titex公司的X-treme DM20和DM25高效内冷却整体硬质合金微钻可满足钻削孔径更小的深孔的加工需求。该公司产品经理Patrick Nehls介绍说,“DM20和DM25微钻可用于光纤、模具和液压行业的加工,例如,可能需要在液压阀上加工多个小孔,或需要用具有较长钻削深度或较大悬伸量的钻头在曲轴上钻削油孔。”DM 20微钻的直径范围为2-2.9mm,可钻削的孔深达20倍孔径;DM25的直径范围2.5-2.9mm,可钻削孔深为25倍孔径。刀具夹持对于减小径跳误差非常重要,采用热装夹头可以获得最高的夹持精度,采用液压夹头和高品质弹簧夹头也能获得不错的夹持效果。DM系列微钻的优势是可以缩短加工循环时间。Nehls解释说,“对于小直径钻削,通常的方式是采用高速钢麻花钻,以稍慢的转速进行啄击循环加工,特别是在不能采用内冷却钻头的情况下;或者也可以采用枪钻加工,但它需要特殊的机床和夹具。一般来说,DM钻头的加工速度比高速钢钻头快5-10倍,从而可以缩短加工循环时间。”不过,Nehls指出,高速钢刀具对加工条件具有更好的包容性,尤其是在安装和夹持刚性较差时。对于螺纹加工,特别是昂贵工件的螺纹加工,Nehls推荐采用圆周螺纹铣削,“在加工价值昂贵的工件时,人们总是希望使因螺纹加工导致工件报废的风险最小化,因为螺纹加工通常是传统工艺中的最后一道工序。采用Walter Prototyp整体硬质合金圆周螺纹铣刀,用户就拥有了通过CNC程序控制加工过程的优势:可以控制螺纹中径,加工具有相同螺距和不同直径的螺纹,用同一把螺纹铣刀加工左旋或右旋螺纹,与使用成形丝锥或切削丝锥相比,该铣刀还能加工出更接近孔底部的螺纹。”Walter Prototyp螺纹铣刀有两种类型:一种可以加工大多数工件材料,另一种用于加工硬度高达HRC65的硬材料。瓦尔特美国公司可免费提供用于计算攻丝、铣削和螺纹铣削参数的CCS软件和用于钻削加工的TEC软件。BIG Kaiser精密工具公司Sphinx钻头产品助理经理Mike Bojanowski认为,制造商一直期盼能像使用其它钻头一样用微钻进行加工,“长期以来,普遍的看法是,当孔径小到某一尺寸以下,就不可能以可接受的钻头寿命实现精密钻削。其实,如果使用得当,微钻完全可以拥有与大钻头一样的加工性能,包括刀具寿命、重复性和尺寸精度。”该公司的Sphinx微钻由细颗粒高强度硬质合金制成,钻头的直径尺寸从0.05mm(比人的头发丝还要细一点)到2mm,标准长度为6倍直径,还可以提供直径0.3-1mm、长度为2倍直径的中心钻或定心钻。Bojanowski介绍说,微钻良好的加工效果首先来自于高精度的弹簧夹头。此外,定期保养机床,包括检查和润滑轴承,可以长时间地保证精密钻削效果。BIG Kaiser公司提供了可以减小径向跳动的“New Baby”弹簧夹头。M.A. Ford制造公司为医疗器件加工开发了直径小至0.13mm的微型立铣刀,包括双槽、四槽的方头和球头立铣刀。该公司目前正在开发的微型钻削技术意在将用户从老式的印刷电路板钻削平台引向专门适合金属加工的微钻。该公司制造和设计总监Joe Kueter解释说:“我们正在为更关注医疗设备和金属加工业的用户开发截然不同的刀具几何设计、硬质合金材料和涂层技术。在某些情况下,我们还可以生产直径小于0.08mm的刀具和直径公差0.003mm、最大单点径跳0.0025mm的钻头。”印刷电路板钻头以其价格低廉著称。不过,Kueter认为,对于用户而言,钻头与钻头、孔与孔之间的一致性,以及这种新钻头可用于金属切削、陶瓷和医疗器件加工的事实正变得更为重要。用于制造某些直径刀具的硬质合金牌号既可以提供更高的横向断裂强度,同时又可以提供在小直径钻削中保持锋利切削刃所需的硬度。当为小直径钻头涂覆涂层时,涂层必须很薄,以保持切削刃的锋利。我们正在测试一种专为微切削开发的TiAlN涂层,它既是能保持锋利切削刃的薄涂层,又能耐高温。”为了满足瑞士式车削加工的需要,Tungaloy美国公司开发了螺钉紧固的ISO正前角刀片,包括涂覆TiAlN涂层、切削刃有0.013mm倒棱的AH725新牌号,以及切削刃完全锋利的SH73刀片。这些双向切削刀片可用于直径小至0.25mm零件的端面车削、车削和仿形车削。据该公司车削总监Brian Sawicki介绍,这些刀片具有切削力低、能双向切削、采用加工镍基合金用耐高温涂层、断屑排屑能力强以及适合小进给率加工等优点。包括DSM迷你钻头在内的小直径钻头的直径尺寸范围为0.1-3mm,尺寸增量为0.01mm。Sawicki说,“这些钻头被称为印刷电路板钻头或微钻。它们也采用了微米晶粒硬质合金和TiAlN涂层,在加工中(尤其是300系列不锈钢、碳合金钢和镍基合金的加工)具有提高刀具寿命的能力。”实际加工是在瑞士式车床上进行小直径钻削。加工医疗零件时,不需要钻预孔,钻头140°的钻尖角使其可以很高的可靠性在平面上直接钻孔(取决于机床的精度),但在球面或极不规则表面上钻孔则是例外。此类钻头可加工的典型零件包括喷气发动机过滤器、燃油过滤器、分离器或其它像筛子一样有许多小孔的零件,以及计算机电路板。在医疗行业,需要在设计要求有纵向或交叉孔的牙科零件或人体植入件上加工许多Z轴方向的小孔。该钻头在这些加工中表现良好。三菱材料美国公司的微小刀具产品门类包括小直径微钻和短柄整体硬质合金立铣刀,这些刀具通常用于在瑞士式机床上进行精密加工。该公司的CBN刀具和小刀具产品专家Chris Wills 介绍说,“我们刚刚推出了11°P型VPET、VPGT系列刀片和SVLP、SVPP刀具外夹头,它们是采用11°正前角和35°菱形刀片的公制或英制标准车刀,用于在医疗、航空和其他行业中加工高精度零件,或在较大的零件上加工一些微小结构。”这些涂层整体硬质合金刀片的特点是采用了SRF和SMG断屑槽。采用11°正前角和35°菱形刀片的仿形加工可获得良好的表面质量和切屑控制,而这正是这种高端E级和G级刀片所期望的。与模压或磨制刀片相比,E级SFR刀片可以保持较高的尺寸精度,并在从一个刀尖转位到另一个刀尖时可以保持较高精度。Wills说,“当采用微小刀具加工零件时,我认为有两点需要‘老生常谈’:此类刀具适合用于无人值守的大批量加工,刀具必须具有很高的可靠性,尽管成本略高,这样的话,一个人就可以运行整条自动加工线。另一个需要考虑的重要问题是刀具供货能力。为此,三菱材料公司刚刚在美国加州新开了一个分销中心。...

智能化切削刀具有效优化生产率

如果切削刀具像电脑那样更加智能化,就可以把它们在不同加工条件下的性能特点植入软件中。有了这些信息,就可以通过在CAM软件的用户界面上进行一些调整,对所有加工任务(即使是常规加工)的加工参数进行修改,以优化生产率。 切削刀具供应商通常会聘用经验丰富的专家去访问加工车间,并针对特定的加工任务,推荐能提高生产率的刀具和加工参数。如果这种加工需要不断重复进行,那么这种技术服务可能极具价值,但如果这种加工只是偶尔为之,那么这种服务就只具有边际价值。 加工车间也可以参照有关的表格和规则,来修改和优化自己的数控加工程序,但除非是针对价值很高的加工任务,否则编程人员和机械师往往没有足够时间去掌握和运用这些知识。 如果切削刀具像电脑那样更加智能化,就可以把它们在不同加工条件下的性能特点植入软件中。有了这些信息,就可以通过在CAM软件的用户界面上进行一些调整,对所有加工任务(即使是常规加工)的加工参数进行修改,以优化生产率。这是由MastercamCAM软件的开发企业一一数控软件公司和刀具制造商伊斯卡公司得出的结论。这两家公司合作开发的一个项目,使伊斯卡“防颤振(ChatterFreeCF)”和“全合一(AllInOne)”系列刀具的用户可以充分利用伊斯卡的“高效加工(HEM)”规则,决速设置Mastercam的“动态铣削”刀具路径。当用户购买刀具时,可以将这中。之后,用户只需在Mastercam软件中了解高效加工工艺和应用要点,并点击设置即可。 虽然这种特定的合作主要侧重于型腔的高速加工,但它可能会导致刀具供应商、机床制造商和控制软件提供商在其他方面的进一步合作,将针对特定加工设备的“智能”数据库植入到CAM软件包中。由于担心打刀和损坏工件,加工人员在操作数控机床时,通常采用的切削速度都低于机床能够达到的速度。如果他们采用了更高的切削速度,同样出于对损坏刀具和工件的担心,许多操作者都会减小进给量。 这种加工方式通常并不正确。虽然在高速切削时,过大的切削力有可能损坏刀具,但主要的大敌是切削热。高速切削―即使采用较小的切削步长一一会产生大量的切削热。 随着切削速度的提高,刀具以更决的速度切除工件材料,产生更薄的切屑,这些切屑吸收并带走的热量减少。这是违反直觉的,但实际上,为了产生能将更多热量从刀身工件界面带走的较厚的切屑,就需要增大进给率。 这正是需要植入高效加工规则之处,这些规则基于实验研究结果,对进给量、切削速度和切削步长进行调整。在数控软件公司和伊斯卡公司的合作项目中,之所以选用Mastercam的“动态铣削”刀具路径,就是因为它是为全切深条件下(切深一般为切削直径的2~2.5倍)的大进给率铣削而设计的。这就使其可以用直径12.7mm的铣刀,以25~30mm的切深,高速铣制二维型腔。 采用“高效加工”和“动态铣削”,切屑厚度可达25mm,并具有足够大的体量来带走切削热。由此产生的切屑应该具有多种颜色一一而不全是黄铜色或深蓝色(五彩斑斓的颜色表明切屑在切削时被加热,随后又完全冷却)。全黑色的切屑表明切削温度过高,切屑被烧伤在这种情况下,如果用户希望保持相同的切削速度,就必须加大进给率,以增加切屑厚度当利用植入CAM软件的加工规则时,操作者无需根据直觉调整加工参数。伊斯卡的“高效加工”规则和刀具特征数据使Mastercam能够计算出合理的切削步长、进给率和切削速度,从而在条件激进的切削加工中保护刀具。当操作人员将该项目覆盖的某种伊斯卡刀具载入Mastercam数据库时,在前几个页面中会出现一些选项。例如,一个滑动条允许用户选择一个“高效加工”系数,通过数值1~5来选择自己所希望的型腔加工激进程度。当用户移动滑动条时,进给量和切削速度也基于输入些规则和表格输入CAM数据库的切屑负荷和表面光洁度而不断变化。一个下拉菜单提示用户选择一种切削步长(5%、7%或10%)。不允许选择更大的切削步长,因为它们会被认为过于激进,并有可能损坏刀具“高效加工”规则对“动态铣削”界面进行控制,并指导用户选择经过验证的切削参数。 采用“高效加工”规则的“动态铣削”是一种主要用于切削钢的高速粗加工方法,它不能用于加工耐热高温合金(如Inconel或钛合金),因为这些工件材料的“高效加工”规则尚未制定出来,而高温合金的加工方式与工具钢截然不同。 现有的版本最适合大量加工二维型腔的加工车间(如模具制造商)。例如,美国印第安纳州的一家模具车间切削加工根据目录购买的标准模架的A板和B板。最初,完成加工需要65分钟。后来,该车间转而采用伊斯卡公司的FeedMill铣刀(未采用“高效加工”工艺)进行加工,加工循环时间缩短到45分钟现在,采用“高效加工”工艺、“防颤振(CF)”立铣刀和“动态铣削”刀具路径,仅需15分钟就能完成加工“高效加工”工艺还消除了密集使用一台数控机床的瓶颈。该车间预期刀具寿命还能进一步提高,因为“高效加工”工艺是使用刀具的整个切削刃长度——而不仅仅是整体硬质合金立铣刀的刀尖——来进行切削。 在采用“高效加工”工艺之前,对自己的机床进行评估至关重要例如,如果操作者选择了某种“高效加工”系数,并希望采用12,000r/min的主轴转速,且该程序表示,机床必须以12.7m/min(500ipm)的切削速度进行加工,以产生合适的切屑负荷,对于某种机床和工件而言,这有可能实现,也可能无法实现。如果因为走刀变向过多(或由于机床速度有限),切削速度只能达到4.5m/min(180ipm),就会造成切屑太薄和刀具烧伤。在类似这样的情况下,就需要减小“高效加工”系数。 使用智能刀具并不能保证绝对安全。但是,即使在最高参数设置条件下使用,“高效加工”工艺也能安全达到粗加工生产能力。MastercamX5版本已在“动态铣削”模块中纳入了伊斯卡智能化刀具数据库,并在2010年发布上市。...

广西:东盟合作新高地 峰会机床展举办地

2012年伊始,面对国内外形势的新发展、新变化,商务部提出,“十二五”时期,要着力推动内需与外需协调发展,着力统筹“引进来”与“走出去”,着力实施更加积极主动和互利共赢的对外开放战略,着力提升商务发展改善民生的功能。要加快实施沿边开放战略,把广西建成与东盟合作的新高地,发挥沿边省区的区位优势,通过中国-东盟自贸区、大湄公河次区域等平台,建立与周边国家产业对接合作机制,共同打造跨境产业链。 中国-东盟自贸区“零关税”已正式实施二年,二年来中国-东盟自贸区优势凸显,90%的商品已逐步实施零关税,自贸区成为世界上最具活力和发展潜力的区域。中国与东盟贸易的互补关系主要是资源结构和产业结构的差异造成的,即中国需要东盟国家的资源及相关制成品,东盟需要中国的机电、机床等产品。新的历史机遇下,我国企业走出去是战略的重要一步,中国的机床、模具等产品性价比优越,正逐步欧美成为东盟国家采购商的首选,我国机械行业正面临着千载难逢的发展机遇。 据不完全统计,中国现有机床保有量在800万台左右,是世界上机床保有量最大的国家。据中国机床工具工业协会公布的最新数据,去年前三季度,中国机床工具行业仍然保持了较高速的增长,但是相比2010年,其增势已逐步放缓,并开始呈现缓慢回落的趋势,但出口到国际新兴市场的大型及数控机床一直呈上升态势。现阶段我国高端产品接近或达到了国际先进技术水平;国产中高档数控机床在国内市场占有主导地位,在航空航天、船舶、汽车制造、发电设备等关键零部件加工中得到实质性的应用;并拥有一些掌握核心知识产权、具有国际竞争力和影响力的机床工具企业(集团);培育了一批国际知名的国产品牌。 东盟国家对中国装备制造业走进东盟也产生了浓厚的兴趣,并对中国制造企业到东盟投资办厂寄予厚望。随着中国和东盟国家的基础设施建设的加大,工业装备类产品需求量大幅增加。经过近几十年的发展,“中国制造”产品质量、性能大幅提高,部分产品质量可与德、美、日相媲美,价格却便宜很多。东盟国家每年都要从中国进口大量工业装备类产品,作为东盟国家的老邻居,东盟国家更愿意跟中国做生意,我国工业装备产业正面临着千载难逢的发展机遇。 去年1-9月,机床工具行业累计完成工业总产值4721.7亿元,同比增长33.5%。累计完成产品销售产值4580.1亿元,同比增长33.3%。机床工具产品累计进口152.7亿美元,同比增长38.5%。其中金属加工机床进口99.1亿美元,同比增长51.4%。机床工具产品出口65.6亿美元,同比增长29.5%;其中金属加工机床出口17.4亿美元,同比增长31.7%。东盟国家成为中国机床出口的重点区域。 受东盟自贸区火热影响,占尽天时地利的 “峰会工业装备展”一跃成为中国-东盟自贸区域最大规模的专业工业装备类展览会,据组委会消息:本届大会已报名企业汇集了小松、ABB、西门子、欧立美克、汉达、北一、大族、中星数控、大同等众多行业知名企业。展会在东盟10国、北京、南宁、青岛等地同步招商,预计展出规模将超过40000M2,中国和东盟国家的政府部门、商协机构将组织300多个专业采购团体参会。详情参阅官网(www.broade.com)。 “十二五”期间我国机床行业将进一步加快结构调整和转变发展方式,为行业健康持续发展创造条件和环境。重点发展产品和技术,除了四大主机(金属切削机床、金属成形机床、铸造机械、木工机床)、功能部件和机床附件,中高档数控系统外,切削工具及量具量仪、磨料磨具、超硬材料及制品也在规划之列;重大技术研究主要为基础、共性技术研究和关键技术研究。...

富耐克:引领钎焊PCBN刀具新技术

聚晶立方氮化硼(PCBN)作为利用人工方法合成的硬度仅次于金刚石的新型刀具材料,是目前高效率、高速度、高精度切削铁系金属新一代刀具材料之一。在制造行业,机械零件的性能在近一二十年有了大幅度的提高,尽管刀具材料也在不断发展,可还是出现了刀具材料和被加工材料之间不相适应的状况。随着现代切削技术的发展,高速度、高精度、高效率、干式加工方式已经成为新型切削技术的需求。新型的PCBN刀具,已成为绿色切削、现代切削不可缺少一部分。 PCBN刀具在中国已经¬发展了近30多年,其刀片设计的初衷,主要应用于精加工和超精加工,无论是国内还是国外,因而使用的数量和占用比例始终有限。这其中的原¬因主要是刀片的韧性受到加工条件的约束,以及刀片的应用范围和刀片的品种、昂贵的价格等。随着刀片制造技术的发展,河南富耐克超硬材料有限公司(以下简称“富耐克”)的PCBN刀具取得了重要进步,其刀片的物理性能、生产成本等都发生了重要的变化,无论从价格上还是从品质上也都发生了革命性变化。 据富耐克总工程师张太和介绍,富耐克自1988年成功合成中国第一颗高品级立方氮化硼CBN磨料以来,通过精湛的技术和先进的装备,对产品不断的改进和研发,建立起了专业化、大规模生产的资源平台,产品种类齐全,涵盖了CBN单晶、微粉、镀覆、树脂金刚石等全系列超硬磨料及性能卓越的CBN超硬刀具。2003年,富耐克开发出高性能、经¬济性、多品种的立方氮化硼刀片。“随着技术的发展,如今,新型PCBN刀具不仅能广泛的应用于精加工、半精加工和超精加工,也可用于粗加工,不仅适合于轻载切削,也适合于重载切削、断续切削、不稳定切削。”张太和介绍说。 CBN或成为未来刀具新材料重要方向 据张太和介绍,目前使用的刀具材料种类繁多,主要有金刚石、立方氮化硼、陶瓷、金属陶瓷、硬质合金和高速钢等。不同刀具材料具有不同的性能,并有其特定的应用范围。其中,金刚石材料包括天然金刚石、人工合成单晶金刚石、聚晶金刚石和金刚石涂层等,天然金刚石是最昂贵的刀具材料,由于天然金刚石可以刃磨成最锋利的切削刃,主要应用在超精密加工领域。聚晶金刚石是以钴作为粘结剂,在高温高压下由金刚石微粉压制而成的。聚晶金刚石刀具具有优异的耐磨性,可用来切削有色金属和非金属材料,精加工难加工材料。 “立方氮化硼(CBN)与聚晶金刚石一样,也是在高温高压下人工合成的,其多晶结构和性能也与金刚石类似,具有很高的硬度,很好的导热性,很小的热膨胀,较小的密度,较低的断裂韧性。此外,立方氮化硼还具有卓越的化学和热稳定性,同铁族元素几乎不发生反应,这一点要优于金刚石。”张太和认为,立方氮化硼比聚晶金刚石的刀具更适合加工黑色金属。 “聚晶立方氮化硼(PCBN)是由CBN微粉与少量结合剂烧结而成的多晶体,PCBN自1973年研制成功以来,经¬过众多材料专家及刀具专家的努力,PCBN材料及其刀具已完全进入实用阶段,在工业发达国家PCBN刀具已广泛应用于汽车、重型机械等机械加工行业。”张太和介绍说,聚晶立方氮化硼(PCBN)特别适合于加工铸铁、耐热合金和硬度超过HRC45的黑色金属(如发动机箱体、齿轮、轴、轴承等汽车零部件)。“PCBN刀具适合于高速干切削,可以用2000m/min以上的速度高速加工灰铸铁。PCBN刀具在高速硬切削方面的应用也比较广泛,尤其是精加工汽车发动机上的合金钢零件,如HRC60~65之间的齿轮、轴、轴承,而这些零部件过去是靠磨削来保证尺寸精度和表面质量的。” “众所周知,硬质合金刀片主要成分为碳化钨,而钨是一种稀缺资源,尽管我国是富钨的国家,但照目前这种开发和使用程度,碳化钨资源会迅速减少,有专家预测,未来60年后,也许将会枯竭。那么新一代PCBN刀具将会在未来切削领域发挥更大的作用。”张太和预测,未来新型刀具材料的发展,立方氮化硼材料将会在黑色金属切削领域确立更重要作用。 张太和认为,未来将重点发展新刀具、绿色切削刀具,金刚石、立方氮化硼、陶瓷三大刀具类将会占领更大的刀具市场。“金刚石刀具不耐高温,适合加工铝合金、石材等,但不太适合加工黑色金属。和陶瓷刀具相比,立方氮化硼具有更好地抗冲击性,而陶瓷虽然很硬但也很脆,适应能力较差。因此,立方氮化硼应该是未来新刀具材料最好的选择。” 新型钎焊PCBN刀片 据张太和介绍,立方氮化硼的力学和热学性能受粘结剂的种类及其含量的影响。“现在常用的粘结剂有钴、镍、碳化钛、氮化钛、氧化铝等,CBN的颗粒大小和粘结剂种类影响到其切削性能。低CBN含量(质量分数,下同,50%~65%)的PCBN 刀具主要用来精加工钢(HRC45~65) ,而高CBN 含量(80%~95%)的PCBN刀具用来高速粗加工、半精加工镍铬铸铁,断续加工淬硬钢、烧结金属、硬质合金、重合金等。”据张太和介绍,不含粘结剂的CBN正在研制当中,通过控制合成条件使CBN颗粒更微细,微细颗粒的CBN即使在高温下也具有高热导率、极高热稳定性、高硬度和高强度。张太和认为,无粘结剂的CBN可望成为下一代刀具材料。 在富耐克开发的最新钎焊刀片之前,钎焊刀片都是硬质合金上面附着了一层立方氮化硼,这种物理化学结合的方式,造成两层之间收缩比相差较多,受热时容易脱层开裂。且过去都是用银焊接,不耐高温,一般最高温度也就六七百度。“之前的其他钎焊刀片一般焊1个尖或者2个尖,最多焊4个尖,富耐克研发的最新研发的钎焊技术能焊8个尖,上下面都可以焊接。其难度就像要把石头和金属焊接到一块,富耐克的工程师花费2年多才研究成功。”张太和介绍说,富耐克最新研发的钎焊技术,耐高温可达到900度以上。“富耐克最新研发的钎焊技术被中国刀协¬的几名专家称为开创了中国钎焊刀具的新时代,这种焊接技术已申请国家专利。” “和其它的钎焊刀具不同的是,我们采用直角焊接,我们这种焊接方式可用于典型的断切削,如齿轮的键槽等,粗糙度可达Ra0.8以内,可用于连续和断续加工。”张太和介绍说,“过去人们总认为立方氮化硼刀片只能用于高速切削,只能加工硬工件,只适用于精加工和超精加工,况且一般只用于轻载和稳定加工。但是我们研制的最新钎焊刀片具有很好的抗冲击性,可以实现大的切削深度,既可以用于高速切削(200~2000m/min)、也可以用于中速和低速切削(5~60m/min),既可以连续切削也可以断续切削,既可以加工难加工的硬质材料,也可以加工硬度较低的软质材料,不仅适合于轻载稳定切削,也可应用于重载断续切削。”张太和认为,富耐克这种钎焊新技术正在改变着人们对立方氮化硼的认识。 “随着技术的不断发展,现在富耐克生产的钎焊立方氮化硼刀具的铣削切削速度能达到3000m/min左右,车削速度能达到2000m/min,粗糙度能达到Ra0.8以内,切削效率是硬质合金类刀具的5~8倍。” 富耐克未实施任何切刃处理的PCBN刀片,其锐利的切削刃特别适合精加工,在加工铸铁时,切削刃越锋利,越有抑制毛刺、及加工表面边缘的小崩口等问题的发生。而通过实施对切刃各种方式的钝化抛光处理,可以适合各种场合的切削条件,尤其对粗加工、断续切削,对抑制刀片发生微崩刃,有更明显的效果。据张太和介绍,富耐克根据不同的使用条件和使用场合,推出了8个牌号的PCBN产品,有适合粗加工的,也有适合精加工的,有适合铁的,也有适合钢的。其中还有2个适用于任何场合、任何条件的牌号,这种通用性的牌号可以避免频繁换刀造成的麻烦。 富耐克最新推出的钎焊PCBN刀片因采取CBN最新钎焊技术,不会发生开层、开裂。由于有更厚的CBN聚晶体,比市场现有钎焊刀片有更高的抗冲击能力,而采用特殊工艺钎焊使刀片有更高的耐热性。“虽然立方氮化硼在市场上出现已久,但应用我们最新钎焊技术的刀片还只有我们一家,目前在市场还没有竞争对手。”张太和自豪地说。...

海德汉2012年将推出的新产品介绍

2012年,海德汉公司将推出众多新产品,包括数控系统、光栅尺、编码器和测头等。公司还将参加4月南京的CCMT,5月上海的模具展及6月北京的CIMES,届时欢迎广大客户参观。1.数控系统海德汉TNC 640轮廓加工数控系统适用于车/铣复合加工机床,具有如下铣削和车削加工编程特点:①允许在同一个程序中用所熟悉的海德汉对话格式语言和相同的术语;②完整全面的加工循环;③用户界面友好,编程辅助功能强大(例如FK自由轮廓编程,图形清晰逼真)。车/铣复合加工编程具有以下特点:①自动调整数控系统进入相应操作模式,例如切换直径显示方式;②支持任何结构的机床使用倾斜面加工。该系统还具有全新风格的键盘和显示器设计及大型尺寸19英寸显示器等。2.封闭光栅尺(1)LC系列绝对式封闭直线光栅尺具有如下特点:①DIADUR光栅;②功能安全 (选装项);③LC 415:读数头高度小;④LC 115:双密封条设计抗污染能力更强。技术参数为:精度等级:±5μm,±3μm;分辨率至1nm;EnDat接口(也可用于发那科、三菱和西门子系统);• 测量长度:LC 415:至2040mm,LC 115:至4240mm。(2)LC 200用于大长度测量的绝对式封闭直线光栅尺,主要应用在直线轴最大长度至28 m的机床。具有如下特点:①大行程测量的绝对式位置测量系统;②单体钢带光栅尺的METALLUR光栅;③安装尺寸兼容LB 382;④安装方便。技术参数为:精度等级:±5µm;分辨率:10nm;EnDat接口(将开发支持发那科和三菱系统的接口);测量长度长达28040mm。(3)LF用于高精度应用的增量式封闭直线光栅尺,主要可以应用在精密机床,例如坐标镗床和磨床上,以及机床的直线电机。具有如下特点:①温度特性接近钢材和铸铁;②插入式电缆;③钢基体的SUPRADUR相位光栅尺;④信号周期小;⑤抗振性能好;⑥测量方向刚性好;⑦LC 485:读数头高度小。技术参数为:精度等级:LF 485: ±5μm, ±3μm,LF 185: ±3μm, ±2μm;信号周期:4µm;1 VPP接口;测量长度:LF 485: 至1220mm,LF 185: 至3040mm。3.角度编码器ERA 7000和ERA 8000增量式无内轴轴承角度编码器,主要应用于大型回转工作台、摆动轴和天线和大型望远镜。具有如下特点:①高精度;②多种直径规格;③整圆和非整圆版;④钢带光栅尺的METALLUR光栅;⑤结构紧凑。技术参数为:直径:400mm;钢带光栅尺精度:±5µm/m;1 VPP接口。4.工件测头和刀具测头可广泛应用于铣床、加工中心、车床和磨床,具有抗磨损的光学传感器。(1)TS 460/TT 460的特性为:①复合技术的信号传输,无线信号(传输范围大)和红外线(信号传输速度快精度高);②TS 460和TT460共用的收发单元;③避免碰撞和温度影响(TS为选配)。(2)TS 260/TT 160的特性为:①电缆传输信号;②通用接口;③超小体积。5.通用串行接口的编码器可应用于机床、直线电机和回转和摆动工作台等。具有如下特点:①多种串行接口的绝对式直线光栅尺和角度编码器:EnDat;用于西门子系统的DRIVE-CLiQ(仅限光栅尺);发那科的Þ接口和Þi接口;三菱高速串口;②安装尺寸和安装方式完全相同;③无需任何其它接口电路。(来源:海德汉公司)...
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