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瓦爾特模具制造系列刀具應(yīng)用
瓦爾特公司旋轉(zhuǎn)刀具的開發(fā)負責(zé)人JosefGiessler說:“用于刀具和模具制造的硬質(zhì)合金材質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì),也可用于其它領(lǐng)域的加工,”他回顧了刀具的演變過程。“這些切削材料仍然保留了10%的鈷含量,可以用作硬度約HRC52的材質(zhì)加工。”這也描述了20世紀(jì)90年代開始時的趨勢。此時,瓦爾特核心品牌瓦爾特-普瑞特(WalterPrototyp)推出了專門為模具制造商開發(fā)的*個整體硬質(zhì)合金銑刀系列。在這個系列中,用于工具鋼或硬切削的銑刀占了很大一部分,少量用于石墨和銅電極的專門型號的材料組完善了該產(chǎn)品系列。
更硬或Ultra(*)
JosefGiessler認(rèn)為,這個時期并不長,而且很快*代刀具就不能再滿足用戶的要求了。在上世紀(jì)90年代中期,材料硬度已經(jīng)發(fā)展為約60HRC。那時,位于黑森林的采爾工廠全速開發(fā)新材質(zhì)——超細晶粒硬質(zhì)合金,用于制造工具鋼加工用銑刀系列。基于這個發(fā)展,瓦爾特-普瑞特(WalterPrototyp)推出了“Ultra”銑刀系列,而產(chǎn)品名稱本身就表明了全新的、重要的基體屬性。
JosefGiessler說:“就像現(xiàn)在一樣,客戶一直在尋找可同時適用于粗加工和精加工的通用型刀具。為適應(yīng)該需求,刀具必須同時具有高韌性和高硬度,超細晶粒硬質(zhì)合金基體提供了*的屬性組合,在90年代它們的發(fā)展向前邁出了很大一步。”
發(fā)展后緊跟著就是優(yōu)化的問題。瓦爾特-普瑞特(WalterPrototyp)的專家發(fā)現(xiàn)了從晶粒大小和成分方面改進基體的方法,當(dāng)前Proto·maxUltra系列中用于刀具和模具制造的整體硬質(zhì)合金立銑刀已使用第四代硬質(zhì)合金材質(zhì)了。這不僅是增加了材料的硬度,同時也大大提高了精度。現(xiàn)在,百分之一毫米的公差已相當(dāng)普通,有時甚至?xí)懈叩囊蟆?蛻魧ν亩确矫娴木纫蠓浅8撸?5~20年前的4倍還要高。
要實現(xiàn)高水平的生產(chǎn)質(zhì)量,只有在銑刀比零件更耐久的情況下才能達到。對于每一個模具制造商來說,在加工時換刀,特別是精加工時換刀是zui糟糕的情形,因此,為了提高刀具壽命,開發(fā)人員不僅僅只關(guān)注基體,而是需要調(diào)整所有環(huán)節(jié),尤其是改進切削刃的形狀和涂層。
隨著時間的推移,瓦爾特公司用這種方法開發(fā)出了一個*化的產(chǎn)品組合:刀尖圓角仿形銑刀(屬于Proto·maxUltra產(chǎn)品系列)。這種銑刀在TiAlN基體上采用全新TAS涂層和特殊的微槽形,適用于切削硬度高達70HRC的淬硬材料。
瓦爾特整體硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)品系列主要用于硬零件加工,還有一種zui小直徑僅為0.1mm的新產(chǎn)品,而20年前,1mm曾被認(rèn)為是特別小的直徑了。
里程碑——使用螺紋聯(lián)接系統(tǒng)的模塊化產(chǎn)品
另一發(fā)展方向是希望獲得更好的靈活性(柔性),從而降低刀具成本,即目前的模塊化解決方案。為了順應(yīng)這種發(fā)展趨勢,瓦爾特公司開發(fā)了ConeFit換刀系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由整體硬質(zhì)合金銑削頭組成,這些銑削頭可以用螺紋擰在整體硬質(zhì)合金刀柄或價格更低的鋼制刀柄上。由于ConeFit接口的錐面形精密配合的螺紋、對中錐面和支撐端面,因此被認(rèn)為是目前刀具市場上同類產(chǎn)品中zui穩(wěn)定的接口。盡管這種換刀系統(tǒng)并非用于淬硬工具鋼,但它為切削加工非淬硬模具零件提供了大量應(yīng)用選擇。可調(diào)整的刀柄長度可應(yīng)用于各種不同的伸出長度,如為穿透更深的型腔而需要使用更長的刀柄。自該產(chǎn)品推出以來,瓦爾特公司已經(jīng)連續(xù)擴展了已有的刀具系統(tǒng),在整體硬質(zhì)合金立銑刀產(chǎn)品系列中,各種應(yīng)用于粗加工、精加工、仿形加工和3D輪廓銑刀已經(jīng)有ConeFit系列提供。
從原理上講,這種想法并不是全新的。對于整體硬質(zhì)合金換刀系統(tǒng)早有嘗試和測試的*:帶刀片銑刀的ScrewFit接口。已磨削錐面和支撐端面確保了該系統(tǒng)的高精度和高穩(wěn)定性。在90年代,ScrewFit的推出是帶刀片銑刀的里程碑產(chǎn)品,該系統(tǒng)取得了巨大的進步并一直延用至今。因此,只要銑刀本身適用于該系統(tǒng),瓦爾特就可為每一種帶刀片的銑刀提供ScrewFit接口。
高性能銑刀F2330已經(jīng)應(yīng)用許多年了,并在型腔和頸部的銑削中經(jīng)過了無數(shù)次的嘗試和測試。目前使用的增強型銑刀F4030Xtra·tec具有硬鎳表面,并使用了帶六個切削刃的銀虎Tiger·tecSilver銀色可轉(zhuǎn)位刀片。
用于深型腔的長切削刃
可轉(zhuǎn)位刀具經(jīng)歷了類似于整體硬質(zhì)合金的發(fā)展階段。在過去十年中,瓦爾特公司在切削材料方面進行了開拓性創(chuàng)新:Quar·tec—Tiger·tec—Tiger·tecSilver。與此同時,作為整體硬質(zhì)合金專家,為了通過使用優(yōu)化的刀體zui大限度地發(fā)揮切削刀具材料的性能,瓦爾特公司開發(fā)了Xtra·tec刀具系列。產(chǎn)品名稱Xtra·tec代表了平穩(wěn)切削、低功率要求、特別長的刀具壽命、*的切削參數(shù)、通用性、低刀具成本、zui大的切削刃數(shù)等特點。可轉(zhuǎn)位刀片因其廣泛的選擇范圍而可以適應(yīng)各種跨行業(yè)的應(yīng)用。
隨著可轉(zhuǎn)位刀片的發(fā)展,開始使用極細晶粒的硬質(zhì)合金材質(zhì),同時瓦爾特公司也一直致力于涂層技術(shù)的研究。現(xiàn)在瓦爾特公司已能通過為特定的應(yīng)用虛擬地“定制”涂層,可以非常地控制硬度/韌性比。例如,硬度達63HRC的PVD涂層切削刀具材料WHH15,這種材料可以用于圓形刀片和仿形銑刀,此外,還可用于瓦爾特公司所有修光刃(Wiper)刀片制造。
在模具制造的典型應(yīng)用(如型腔銑削或傾斜插銑)中,應(yīng)用zui成功的可轉(zhuǎn)位刀具之一是帶Trigon可轉(zhuǎn)位刀片的高性能銑刀F2330,于高進給立銑。與其他銑刀一樣,瓦爾特公司進一步開發(fā)了該類銑刀,并為其賦予了Xtra·tec的典型特點,如帶六個切削刃的可轉(zhuǎn)位刀片。由于在設(shè)計上做了升級,因此該刀具的新名稱為F4030,共有兩個型號。這兩種型號的zui大切削深度均為2mm,這也就意味著高進給立銑刀可以到達型腔的極深處。
早在90年代,在向市場推出老虎刀片Tiger·tec切削刀具材料前,瓦爾特公司的可轉(zhuǎn)位刀片銑刀就已經(jīng)覆蓋了刀具和模具制造的所有應(yīng)用。今天,所有的銑刀都應(yīng)用了新槽形和新切削材料,例如銀虎Tiger·tecSilverWKP35S或用于硬零件加工的材質(zhì)WHH15。
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