Haimer翰默:安全的重載切削
2016-8-29 來源：翰默 作者：
目前，仍有很多人不重視刀柄的重要性，特別是在粗加工和重載切削加工領域。在此類加工中，金屬去除率是提升效率的重點。借助于特殊熱縮刀柄中的定位銷和刀具柄部的螺旋槽，滿刀銑削難加工材料的鍵槽時，切深可達2XD(50mm)或更深。機床商Heller恒輪通過一系列應用研究證明了HAIMERSafe-Lock?翰默安全鎖系統的效果。
粗加工鈦合金：沒有Safe-Lock?安全鎖系統，刀具在滿刀加工ap=2XD的槽時，被從標準型熱縮刀柄中拔出并折斷。使用帶Safe-Lock?安全鎖系統的HAIMER翰默強力型或者重型熱縮刀柄，可以安全的滿刀加工ap=2XD的槽。
尤其在航空和通用機械行業，生產經理們在面對難加工材料時，必須兼顧經濟效益和工藝安全性。幸運的是，有識之士明白：機械加工技術創新的持續發展將滿足制造業不斷提升的要求。Heller恒輪機床被看作此類創新的靈感之源。這家公司坐落于德國Nuertingen紐廷根市，是知名的高品質機床廠商，提供4軸和5軸加工中心，CNC銑削和車削中心，CNC凸輪軸和曲軸專機，以及柔性生產線。客戶認可其針對特殊工藝要求設計的各種產品和他們的競爭力。 Heller恒輪完全在自己工廠中生產的產品的這兩種品質，是依托與客戶??供應商和各種研究所的合作，以保持其始終處于創新的前沿。
粗加工是一個很有前途的工序
Werner Kirsten工作于Heller恒輪的技術研發部門，負責“難加工材料”領域。他解釋道：“我們的服務包含和客戶及供應商一起優化金屬加工工藝。為了通過實地測試來支持這些服務，我們的技術中心裝備了各種機床。”大多的案子要求在不降低工藝安全性的前提下提升生產效率。技術專家Werner Kirsten補充說：“我們經常通過優化粗加工工序來減少精加工工序以實現這一目標。保證同樣的技術數據，但是減少50%的精加工余量。”總的加工時間減少至原先的一半，不過無論如何，這需要保證在粗加工過程中的工藝安全性和可控性。
因而，為了實現提升生產效率的目標，工藝鏈上的所有環節都必須被考慮到，機床是最重要的機加工環節。盡管如此，刀具 夾持系統 冷卻系統和別的要素也是成功的基本條件“最。終，工藝鏈中最薄弱的環節將是制約成功的瓶頸。”Werner Kirsten強調道。他認為大多數機加工車間不重視刀柄，雖然刀柄對高性能切削是一個非常顯著的影響因素。“以往幾年中的試驗已經證明了這個觀點。”Werner Kirsten解釋道。我們相信刀柄對機械加工有著不可思議的影響。例如：強力型熱縮刀柄，加工中的振動節點接近于支撐點（由于其強壯的外形設計）。這將使加工更平順，振動和工件表面粗糙度更小，而刀具 機床 加工參數和夾具都是相同的，僅僅更換了一個刀柄。
刀具夾持系統-生產效率的一個要素
通過選用合適的刀柄，你可以獲得更高的生產效率和工件表面質量，同時你只需使用普通的標準刀具。Werner Kirsten進行了一個普通4刃外冷銑刀的對比實驗，除了普通熱縮刀柄，他還測試了HAIMERSafe-Lock?翰默強力型帶環繞冷卻系統的刀柄，環繞冷卻系統確保了冷卻液被傳輸至刀刃。和使用普通熱縮刀柄加外冷的方案相比，我們能獲得顯著提高的效果。當一群來自航空工業??Dortmund多特蒙德大學和Hamburg-Harburg漢堡-哈爾堡大學的代表們參觀Heller恒輪時，一組特殊的銑削應用被用于鈦合金TiAl6V4的加工。
從困難的案例中獲得領悟
機床是Heller恒輪的4軸H5000，配有齒輪傳動系統和能產生最高2.290Nm扭矩的HSK-A100主軸。為了驗證加工的潛能，不同的直徑25mm立銑刀被用于在鈦合金板上滿刀銑槽。為了模擬航空工業中刀柄的使用狀況，這些銑刀被安裝在強力熱縮刀柄中。當銑削深度為0.5-1.0XD時，工藝安全性很好。由于機床主軸未達到滿負荷，參與實驗的專家們同意將銑削深度增加至2.0XD。Werner Kirsten解釋道：“在這些條件下，銑刀會在加工時被拔出刀柄，產生一條深達2.5XD的槽，并銑穿工件。在槽的盡頭，銑刀由于切削阻力太大而最終折斷。”這些銑削加工專家都同意，刀柄的夾持力是此工序的瓶頸。一旦銑刀受到的軸向切削力或加工中產生的振動太大，銑刀就會被拔出刀柄并向工件方向蠕動。有時，由于切削力增加太多，從而導致銑刀最終折斷和工件徹底報廢。
試驗參與者們集中討論了刀具被拔出的原因和可能的對策，最后，Werner Kirsten想到了一個主意，即當刀柄的夾持力不足以對抗軸向切削力時，刀具應當被推向主軸方向。這是他最終注意到附加在摩擦力夾持系統上的HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖系統的原因。刀柄和刀具柄部都有螺旋線的特征。理論上，即使帶安全鎖系統的銑刀在刀柄中松動了，它會被在螺旋線上分布的定位銷拉入刀柄而不是進入工件。而這種刀具的蠕動可以被長度調整螺釘輕易的預防。
防止刀具被拔出
Werner Kirsten聯系了歐洲刀具夾持系統的領導者HAIMER 翰默公司，測試了安全鎖系統，“我們想知道，HAIMER 翰默的這一系統是否能夠在更嚴酷的實測環境中實現我們的設想。”HAIMER 翰默的技術研發團隊重復了上述的測試，但有下列主要的更改內容。 HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖系統被施加在一種類似的硬質合金立銑刀上，而且這次測試將使用更小的主軸接口（HSK63代替了HSK100），剛性更弱的齒輪傳動5軸機床，穩定性更差的對角線式夾具夾持的工件。結果是：盡管有這些附加的限制條件，這把銑刀能安全的滿刀銑2.0XD(50mm)深的槽，Werner Kirsten說道：“這種方法能間接地證明HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖系統的可行性，而HSK-A100的熱縮刀柄將有更大的潛力，特別是在條件較差的齒輪傳動的5軸加工中心上。“隨后這個鈦合金TiAl6V4實驗又被重復了幾次，包括在Farnborough范堡羅航展上，由此證明使用Safe-Lock?安全鎖系統能夠將鈦合金滿刀銑槽的極限（1XD=25mm）提升一倍。
Kirsten總結了實驗結果：”對粗加工而言，這是一種安全的工藝，因此我認為HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖系統結合我們已經使用的熱縮技術是簡單可行的，特別是夾持其它制造商的標準化銑刀，其工藝安全性是可靠的。“很多刀具制造商正在提供帶HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖系統的產品從這項發明誕生之日起，HAIMER翰默認識到Safe-Lock?安全鎖系統的不可思議的潛力，這是為什么該公司申請了一系列專利，使那些先進的刀具制造商能將此防掉刀系統和他們的刀具整合在一起。最終的目標是創造一個更開發的系統，這將引領他們獲得巨大的成功。家刀具界的領軍制造商已經簽署了專利許可協議，包括Walter瓦爾特, Widia威迪亞, Sandvik Coromant山特維克可樂滿,Seco Tools山高刀具,Sumitomo住友, Kennametal肯納金屬, Helical, Emuge Franken埃莫克 法蘭肯,Data Flute, Niagara, OSG歐士機, SGS Tools 以及最近加入的Mapal瑪帕。
在Haimer翰默公司及其授權的合作伙伴的努力下，Safe-Lock?安全鎖系統正穩步提升市場份額，該系統已經成為重載切削和粗加工的新標準。實際上，Safe-Lock?安全鎖系統是如此的簡易廣普，
它正在替代傳統的側固式夾持系統，尤其是客戶使用新的動態擺線銑削加工策略時。HAIMER翰默公司
總裁Andreas Haimer安德烈斯 翰默先生解釋道：“通過我們的Safe-Lock?安全鎖系統，我們找到了跳動精度高并且100%防掉刀的解決方案，該系統已經成功的在航空航天業建立起重載切削和粗加工的標準。現在越來越多的公司開始使用動態擺線銑削策略，為了獲得更好的效果，他們開始采用Safe-Lock?安全鎖系統。”
使用擺線銑削策略時，切削深度和切削速度可以在軟件的支持下提升，生產效率能夠顯著的提高。然而這種高效的加工方式導致刀具和工件的接觸面積加大，以及切削阻力的加大，這些因素將導致刀具被拔出的現象頻繁出現。在Safe-Lock?安全鎖系統出現之前，這個問題是用側固式刀柄解決的，但是由于側固式刀柄的自然屬性，客戶必須犧牲加工效率和精度。帶Safe-Lock?安全鎖系統的熱縮刀柄具有和側固式刀柄一樣的安全性，但是能夠提供更高的跳動及動平衡精度。正是由于帶Safe-Lock?安全鎖系統的熱縮刀柄具有杰出的動平衡和跳動精度，通過應用更高的切削速度和延長刀具的壽命，以及更高的工藝安全性，客戶可以獲得更高的生產效率。
Werner Kirsten, Heller恒輪的技術研發人員: "因此我認為HAIMER Safe-Lock?翰默安全鎖系統結合我們已經使用的熱縮技術是簡單可行的，特別是夾持其它制造商的標準化銑刀，其工藝安全性是可靠的。
HAIMER 翰默重型熱縮刀柄（中間）和強力型熱縮刀柄（右邊）及旁邊的標準型熱縮刀柄。右邊的兩種刀柄可以增加Safe-Lock?安全鎖系統。這種組合提供了最佳的跳動精度和工藝安全性，并且消除了刀具被拔出的問題。
為了與帶安全鎖系統的刀柄相配合，刀具的柄部要磨出相應的螺旋槽。刀柄中沿螺旋線分布的定位銷和刀具柄部的螺旋槽的組合，防止了銑刀在極限的加工中被拔出刀柄。
具有抗振特性的HAIMER翰默強力型熱縮刀柄也可以增加環繞冷卻系統。外冷刀具因而可以獲得冷卻液直達刀刃的效果，因此刀具的壽命和加工的工藝穩定性都提高了。
現在，很多刀具界的領軍制造商們已經簽署了專利許可協議，包括Walter瓦爾特, Widia威迪亞,Sandvik Coromant山特維克可樂滿, Seco Tools山高刀具, Sumitomo住友, Kennametal肯納金屬,Helical, Emuge Franken埃莫克法蘭肯, Data Flute, Niagara, OSG歐士機, SGS Tools 以及最近加入的Mapal瑪帕，他們都獲得了HAIMER翰默Safe-Lock? 安全鎖系統的專利許可，這些制造商可以提供他們自己的帶Safe-Lock? 安全鎖系統的硬質合金銑刀。
關于翰默：
HAIMER是德國一家中等規模的家族企業，建立于1977年,位于巴伐利亞州奧格斯堡附近的伊根豪森。我們設計、生產和銷售高精密的創新產品，服務包括汽車、航空航天、能源、鐵路和一般機械加工業的金屬切削。我們除了提供各種規格接口和長度的刀柄產品，熱縮機和動平衡機，以及3D量表，還提供整硬刀具和砂輪軸產品。
HAIMER公司在全球擁有500多名員工，其中350名工作在位于伊根豪森的工廠。這個工廠擁有最先進的高度自動化生產線。經驗豐富高素質的員工保證了“HAIMER制造”的高品質。
作為積極倡導學徒制的公司，我們有大約40名學徒，他們很多會被正式錄用，這不僅確保翰默在未來能夠擁有更多高技術員工，能夠為社會培養更多的年輕人，而且能夠確保未來德國制造業的地位。
作為刀具夾持領域歐洲市場的領導者，我們擁有每天提供2000只刀柄的生產能力。我們非常重視產品的技術優勢，為此我們每年投資產值的8~10%用于研發工作。我們每天都希望做的更好，這一切都源自我們的經營理念：以質取勝。
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