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小零件加工发展趋势蓬勃向上

2013年01月29日 14:44中国机床商务网点击:4985

  JC35导读:近年来小零件加工(有时也被称作微细加工)也取得了蓬勃发展。消费者需要更小的产品,尤其是涉及到无处不在的电子产品时需求更甚。如移动电话、笔记本电脑、MP3播放器以及游戏机等等。他们所关注的焦点是“更紧凑”。电子设备的不断“萎缩”会对相关的机械部件产生连锁效应。
  
  在诸如此类的电子产品中,能够找到各种不同的微小金属零件或具有微观特征的部件。另外也有数量众多的塑料零件,其中每个零件都需要金属模具进行注塑成型。一旦通过较慢的电火花加工(EDM)工艺很好地完成某个加工领域,那么该市场就会看到一次明显的铣削转变,因为切削刀具技术在不断发展并且能够满足这些需求,并促进模具制造、电子和医疗器械行业发展。
  
  而且,并不仅仅是消费类电子行业在推动着微加工零件的发展趋势。其他零件诸如医疗设备(显微外科手术工具、植入体、起搏器部件、射流混合室、接骨螺钉、毛细血管单元)、汽车零部件(喷油器、齿轮、泵)、航空零件(发动机组件中的冷却孔、压力传感器及陀螺仪组件)以及大量牙科植入物零件和手表部件的加工需求,也是这一领域发展的推动力。最后,对于那些采用适当的制造技术的机加工车间而言,这一切意味着微加工领域存在着真正的商机。
  
  山特维克可乐满:为小型化而设计
  
  基于零件小型化的趋势,铣削微型元件所需的轮廓对切削刀具提出了极高的要求,并且材料越硬则要求越苛刻。为了帮助克服这种挑战,山特维克可乐满推出了一系列新的小型球头立铣刀,再次扩充了其CoroMillPlura(金刚铣)产品系列。这些小直径刀具适合于中硬钢到硬钢(35-72HRc)的仿形加工应用,并且也适合于几乎所有高精度至关重要的微型加工应用,例如塑模、锻模和铸模以及电子元器件和医用牙齿植入体,等等不一而足。这些应用可达到 0.001/-0.005mm的尺寸公差。
  
  这种特殊设计不仅在整个ISOH应用范围内可提供高水平的精度,而且还意味着用户在长时间切削时能够保持轮廓形状完整无缺。此外,刀具颈部长,对于难以加工的零件特征具有良好的可达性,型腔铣削时尤为如此。
  
  这些新式小球头立铣刀所取得的成功建立在材质GC1700的基础之上,此类细晶粒整体硬质合金材质能够调和刚性与切屑间隙。这也是该类型刀具的主要设计挑战(尽可能降低从切屑到切削刀具的热传递至关重要)。更重要的是,此类刀具也具有多层PVD涂层,硬度高且非常耐磨。经过特殊处理的刃口在切削时能够生成一致的切屑负载,由此改进了其磨损特性,同时其槽形设计可防止半径因不均匀磨损而缩小。此外,30°的螺旋角还有助于降低切削力和振动。
  
  新的CoroMillPlura(金刚铣)产品系列可提供从0.1至2.5mm的各种刀具直径,配合不同的圆柱直柄型接口。颈长的有效范围为0.15至20mm。
  
  CERATIZIT森拉天时:高进给加工小零件
  
  CERATIZIT森拉天时MaxiMillHFC最小直径16mm产品的面世,为模具行业提供了高进给加工小零件的技术。作为硬质合金生产企业,CERATIZIT森拉天时扩展了MaxiMillHFC产品线。对于最小直径16mm的产品,操作者现在即使加工小零件也能保证最大限度的进给。在实际测试中切削性能翻了两番,加工时间减半。该产品适用于加工金属零件的模具会用钢材制作。例如,汽车车门就是采用这种方式制作。为了制作出公差范围内的门板形状,模具也要对应铣出相应的形状。HFC铣刀针对复杂的表面的仿形铣削,避免了采用多种刀具加工,而且满足了操作者在短时间内实现大金属去除率的要求。
  
  CERATIZIT森拉天时MaxiMillHFC(高进给切削)系列铣削产品,刀片的专利刃形保证了切削力非常均匀分布于切削刃上。同时,公司研发部门已经能够通过“FEM”(“有限元法”)来计算强度。由于切削力在切削刃上的均匀分布,使得刃口能够承受型面加工过程中产生的极高应力。这是一款典型的小切深的铣刀,但是进给速度最高可以达到3mm/齿。
  
  CERATIZIT森拉天时考虑到每个细节,精心制作了这款刀具系统的形状。这款刀具的特点保证了即使在高进给速度或大悬深情况下,刀具的震动也能减到最小。对铣削稳定性有巨大影响的切削阻力,被主要导到轴向方向上。经客户测试证明,在实际应用中,当加工锻造模具时,MaxiMillHFC能够实现切削性能翻两番,同时降低50%的加工时间。由于模具需要被反复使用,操作者必须不断精铣轮廓面。这种情况发生越频繁,材料密度变得越大。工件变得更硬,更难加工。CERATIZIT森拉天时针对这种情况,也专门开发了HyperCoat材质。即使在不好的加工情况下,刀片也能有很好的刃口稳定性和长寿命,刀具最小直径16mm。
  
  MaxiMillHFC铣刀刀体有三种形式:刀盘、刀杆和螺纹连接刀头,可以保证在加工小零件时也很经济。
  
  未来的发展趋势
  
  在测试中,直径1mm的CoroMillPlura(金刚铣)铣刀在切削120m的长度后仍能保持其轮廓形状,而与之相匹敌的竞争对手刀具则表现出相当大的偏差。所应用的切削参数包括切削速度38m/min、进给0.032mm/r、径向切深0.05mm以及轴向切深0.14mm。对于执行微加工工序的许多制造商而言,首要任务并不是缩短生产周期,而是在不出现错误或故障的情况下精确可靠地加工零件的制造工艺。
  
  对那些需要处理微型零部件(具有微观特征)的制造商而言,高性能刀具至关重要。编辑分析指出,在大规模生产过程中,大约0.1mm(人的头发厚度)级别的细微变化都会对加工此类零部件的能力产生直接影响,例如制造过程中由材料或切削刀具特性所导致的最轻微变化、机床中的热变化以及极小的振动或任何数量的细微变化。针对这种情况,企业能够帮助客户选择合适的切削刀具并应用正确的参数,以适应客户的个性化需求和具体的切削工况。
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