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面向大多数切削问题的刀具解决方案

面向大多数切削问题的刀具解决方案 2011年12月03日 来源： 2010年销售额要超过十亿欧元并进一步扩大其在全球的市场份额，对于如此雄心勃勃的目标，需要有一个好的刀具品牌，瓦尔特（Walter）企业拥有Titex，Prototyp和Walter刀具品牌。 应用于较难加工工艺的可转位刀片的刀具 众多品牌在可转位刀片的产品中都名列前茅。这些品牌包括Tigertec或Xtratec，Xtreme或XD-Technologie，Titex和Paradur以及Protostar，确切地说，这些产品组在不同的专业领域，其经济性和生产效率都处于领先地位。目前，Walter公司通过供应这些刀具，覆盖了所有金属切削加工任务的80%以上。Tigertec品牌便是一个很好的例子，这种双色可转位刀片（WSP）对于许多从事切削加工的人来说是有口皆碑的，即便是当今，在工具和模具制造业中的铣刀还是采用Tigertec可转位刀片，其中，铣刀F2330和F4042是颇有吸引力的。装有Trigo可转位刀片的F2330高效铣刀可应用于所有的加工方式。除了标准铣削工序外，例如应用圆周进给铣削工艺进行铣孔，以倾斜的角度切入工件，以Z轴方向的进给加工镰刀状横截面或铣削凹槽等较难的加工工艺，恰恰是这类刀具的专长。模具制造业的许多用户对这些加工工艺都十分欣赏。

图1 整体硬质合金高效铣刀：有两组产品可供使用，用于加工硬度达48 HRC合金钢的N50和用于硬加工（硬度达63 HRC）的H50。这些铣刀通过TiAlN涂层，较深的容屑空间和较长的切削刃使其具有最高的材料切除率和较高的生产效率。

可提供三种几何形状的切削刀刃 为了确保一个软而振动极小的切削，三面刃可转位刀片有一个正前角的基型。为了精确适配实际的应用，有三种切削刀刃的几何形状可供选择：普通、稳定和易切削的切削刃几何形状。可提供直径为20～85 mm范围的刀体，容屑空间大，即使在深槽处也能防止切屑卡住的情况发生。 除了Tigertec刀具材料WKP25和WKP35外，Walter公司还能提供由新的物理气相沉积（PVD）涂层的Tigertec刀具材料WSP45和WSM35制成的应用于铣刀F2330的转位刀片，这种刀具材料是为了加工不锈钢或加工像钛合金这样的切削材料而专门开发的。在相当困难的切削情况下，它们还是能显著地提高切削效率和并体现出很好的刀具耐用度，由此扩大了高效切削刀具的应用范围。Xtratec直角铣刀F4042，其直径范围为10～160mm，采用的转位刀片形状AD，有几种不同的规格。一个扩大了的刀具材料品种，使得对于所有的工件材料和加工有可能获得很高的切削效率。除了通用的Tigertec品种WKP25和WKP35外，还可提供新的物理气相沉积（PVD）涂层的 Tigertec刀具材料WSP45和WSM35。同样，用于加工铝材工件的可转位刀片WXN15（涂层）和WK10（未涂层）完全是新的品种。

图2 整体硬质合金丝锥：由于增加了丝锥的整个长度，即使位于较深的螺纹孔也能进行加工。丝锥内的轴向冷却通道确保可靠的排屑和获得干净和不粘附切屑的螺孔。采用E型短导切刃的丝锥有利于加工出符合量规公差的、螺扣接近孔底的螺纹孔。

可供选择的较大刀尖圆弧半径0.2～6mm，能满足各种各样的加工要求（例如仿形铣削，铣削矩形槽）。几何形状的变型从稳定型（不利的条件）扩充到锋利型。对于精度有特别高要求的情况，可使用周边经磨削的刀片。采用这种刀片，可以以倾斜的角度切入工件，进行圆周进给铣孔或铣削凹槽，也可以进行其他的加工工艺。

图3 钻头和铣刀：Walter, Titex和Prototyp三个品牌的刀具至少覆盖了所出现的全部切削任务的80%多。

刀具技术产品的另一个实例是XD-Technologie（是设有内冷却通道的双刃麻花深孔钻技术——译注），Walter公司打算利用该技术来继续实现应用的增长。XD-Technologie是代表着Xtreme Deep品种并属于Titex品牌，XD-Technologie自从三年前投入使用以来，在钻削深孔时直径最大可达20 mm。与常规单刃深孔钻不同的是，XD钻头是一种整体硬质合金钻头，并具有螺旋形排屑槽。Titex围绕着开发应用于较难使用条件的各种变型刀具，以不断地扩大这种刀具的品种。

图4 HPC（高效切削）—铣刀F2330：这种新颖铣刀是采用物理气相沉积层的Tigertec品种和可转位刀片WSP45及WSM35。

XD-Technologie不仅包括真正的深孔钻，也包括用于加工导向孔的定向钻头。对于Titex品牌来说，在产品目录中也可以找到新的加工导向孔的定向钻头。这种钻头有两种不同的型号可供选择：Xtreme Pilot 180和Xtreme Pilot 180C。

图6 钻头的类型：Xtreme-DH深孔钻（上面的图）特别适用于较难加工的条件。

两种型号的钻头设有180度的端面，可毫无问题地加工倾斜的定心孔。如果有必要，用户可利用这种定向钻头而不用粗铣引入孔。此外，180C型钻头具有一种特别的特点：它加工出一个圆锥形的引导孔。由此保证了导向孔和深孔相互一致地接合。这对于如像曲轴这样经受高动态负载的构件来说常常是有利的。 Titex-XD和Xtreme-DH钻头系列的用户获得一个由深孔钻和最佳相配的定向钻头组成完整的工艺技术包。这相当重要，因为钻削深孔的质量在很大程度上取决于导向孔。

图7 Protostar Flash品牌铣刀：该刀具粗铣成型模直到贴近其最终的轮廓。在这里，TiAlN（氮铝化钛）涂层起到延长刀具寿命和提高生产率的作用。

另一种高效孔加工刀具是Xtreme Plus整体合金麻花钻头，与常规整体硬质合金钻头相比，视加工工件材料的情况，该刀具进给速度可提高两倍至三倍。2007年，这种高端钻头的第一个系列以5×D长度规格投放市场，Walter公司目前正进一步推动加工特别稳定的3×D变型钻头的发展。 钻头加工的高效率归根于它具有的多个特点，其中最突出的是已申请专利的双层涂层，这可在紫铜色的钻头头部上看出来。对宏观几何形状、微观几何形状和排屑槽形状进行了优化，并且相互十分匹配，结果是：钻孔效率及过程的可靠性都特别高。 还有Prototyp品牌连同它的产品，在Walter公司中也有着重要的地位。在工具和模具制造范围里，这个品牌的产品，如Protostar Flash具有高进给速度性能的铣刀或Protostar Ultra可进行硬铣的铣刀。Protostar Flash是一种整体硬质合金的高效铣刀，这种铣刀在二轴半和三轴范围内，采用较小的背吃刀量和很高的进给速度，可实现工件轮廓经济的粗加工。除不锈钢外，该铣刀适合于加工各种不同的材料：从硬度达55HRC的合金钢到硬度达65HRC的淬硬钢到有色金属。 Protostar Ultra铣刀是为高速铣削（HSC）或说得更确切些是为高效铣削而设计的。能够大幅度地减少加工时间和降低加工费用。高速加工的铣刀能在提高刀具耐用度的同时又能满足对加工表面质量的高要求。在生产实际中，意味着可以减少补充加工、减少换刀和保持较小的尺寸偏差。在高效粗加工范围内，最大的材料切除率可以显著地缩短加工时间。

图8 HRC螺纹铣刀：用于硬加工的Prototyp螺纹铣刀由细颗粒硬质合金材料制成。

高耐磨螺纹铣刀用于硬加工 在48～65HRC的材料硬度范围内，加工螺纹需要花费很多的时间和金钱，没有专门的螺纹刀具是不行的。为了在工件淬硬的条件下能满足对高生产率的要求，Walter公司修改了Prototyp整体硬质合金螺纹铣刀（图8），最重要的变化是细颗粒硬质合金含有较高的碳化钨成分。这种新的刀具基体，以其高的硬度和耐磨性而著名。目前，通过与增加槽数、抛光铣刀齿和新的TiAlN（氮铝化钛）涂层等措施相结合，便可以在高达65HRC的硬度范围内以较高的进给速度进行切削：进给速度提高达30%。尽管采用了较高的切削用量，刀具耐用度也增加了5～10倍。采用新的螺纹铣刀，每个螺孔的加工费用仅仅约为采用电火花加工所产生费用的10%。螺纹铣刀的应用范围可以从加工1400～1600N/mm2的高强度钢到硬度达48～65HRC的淬硬钢。 (end)

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