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關(guān)注刀具非標(biāo)定制新思路

2023-8-1 來源：伊斯卡作者：技術(shù)經(jīng)理 Andrei Petrilin

標(biāo)準(zhǔn)刀具vs非標(biāo)刀具

當(dāng)為特定加工應(yīng)用選擇合適的切削刀具時，很難確定使用標(biāo)準(zhǔn)刀具還是非標(biāo)刀具更為可取。選擇最合適的刀具取決于各種因素，例如商務(wù)條件、制造工藝、生產(chǎn)類型，有時還包括個人偏好。

由專業(yè)刀具制造商生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)切削刀具都有很高的通用性，適用于加工各種不同形狀的零件。此外，在切削各種工程材料零件時，標(biāo)準(zhǔn)刀具也表現(xiàn)出優(yōu)異的加工性能。為了確保零件的生產(chǎn)加工，及時交付切削刀具至關(guān)重要。這就是為什么標(biāo)準(zhǔn)刀具是機(jī)加工企業(yè)刀具庫存管理的基礎(chǔ)。

而非標(biāo)切削刀具用于一些零件的特定加工應(yīng)用，比如刀具由特定材料制成，非標(biāo)設(shè)計的刀具外形尺寸和精度，或機(jī)床上裝有特定工裝夾具。這種非標(biāo)刀具解決方案旨在實(shí)現(xiàn)最佳的性能和加工結(jié)果。然而，這種解決方案有一個缺點(diǎn)，就是它限制了刀具的通用性，使其難以適應(yīng)不同的加工應(yīng)用。因此，非標(biāo)刀具主要用于大批量零件加工生產(chǎn)，諸如在汽車行業(yè)等。

非標(biāo)刀具的交貨時間

非標(biāo)刀具的設(shè)計和生產(chǎn)并不簡單，需要與客戶的溝通協(xié)調(diào)，刀具方案的確認(rèn)，加工工藝的流程和節(jié)拍、零件精度和加工成本、產(chǎn)品設(shè)計圖紙等的確認(rèn)，最后制造刀具產(chǎn)品。因此非標(biāo)刀具的交貨時間明顯久于標(biāo)準(zhǔn)刀具。機(jī)加工企業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)刀具之間進(jìn)行選擇時經(jīng)常面臨兩難境地，這種抉擇可能會影響項(xiàng)目的進(jìn)度。那么哪種刀具可以提供最佳解決方案？工廠是依靠現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)刀具，還是選擇交貨時間長但效率更高的非標(biāo)刀具？當(dāng)然，還應(yīng)考慮單件成本和刀具成本等經(jīng)濟(jì)因素。在加工要求基本相同的情況下，要選擇非標(biāo)刀具時，最短交貨時間就成為一個重要因素。

非標(biāo)刀具的設(shè)計復(fù)雜性各不相同。有些是對標(biāo)準(zhǔn)刀具的簡單修改，例如改變圓角半徑或刀具長度。這些修改屬于“半標(biāo)準(zhǔn)”產(chǎn)品類別，生產(chǎn)速度相對較快。有些非標(biāo)刀具的設(shè)計需要預(yù)先評估客戶在加工制造中的限制，以及計算生產(chǎn)成本和節(jié)拍。評估結(jié)果會表明非標(biāo)刀具設(shè)計的局限性和使用的經(jīng)濟(jì)性，這些因素都會影響非標(biāo)刀具的交付時間。不過還有其他方法可以縮短非標(biāo)刀具的交付時間，例如使用可更換刀頭的整體硬質(zhì)刀具、設(shè)計可轉(zhuǎn)位刀具非標(biāo)刀體或可換位式非標(biāo)刀片。刀具制造商的交貨時間和生產(chǎn)能力對于客戶最終如何決定有著至關(guān)重要的影響。

模塊化刀具可以替代非標(biāo)刀具一部分作用，例如伊斯卡的MULTI-MASTER產(chǎn)品系列，是帶有可更換整體硬質(zhì)合金頭的旋轉(zhuǎn)刀具。該刀具系統(tǒng)包括各種刀體（在系列命名法中稱為“刀柄”）、接桿、延長桿和減徑桿，可以實(shí)現(xiàn)用于各種加工應(yīng)用的刀具配置。（圖1）

圖1 - 各種可更換刀頭、刀柄、接桿、延長桿和減徑桿組成了 MULTI-MASTER多功能模塊化系統(tǒng)。

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刀具非標(biāo)定制新思路

增材制造（AM）為非標(biāo)刀具解決方案提供了新的機(jī)會。增材制造技術(shù)能夠快速生產(chǎn)復(fù)雜輪廓的刀具。盡管精加工和磨削仍然是必要的，但快速生產(chǎn)極其接近最終形狀的預(yù)成型產(chǎn)品讓人難以拒絕。此外，3D打印技術(shù)可用于制造硬質(zhì)合金刀片，無需使用模具，從而大大減少生產(chǎn)時間和成本。3D打印技術(shù)是在初始階段生產(chǎn)刀片原型和小批量非標(biāo)刀片的明智之選。利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)硬質(zhì)合金刀片和刀頭的方式正在迅猛發(fā)展，用這種方法能夠確保快速交付非標(biāo)刀具及其組件。（圖2）

圖2 - 用于瑞士機(jī)床的NEOSWISS復(fù)雜形狀刀頭是采用3D打印技術(shù)制造的模塊化快換刀頭系統(tǒng)。

一些企業(yè)工廠也可以快速生產(chǎn)定制非標(biāo)刀具，但如果沒有合適的現(xiàn)成毛胚產(chǎn)品，他們可能無法獨(dú)立完成整個刀具制造流程。在這種情況下，刀具制造商可以先提供半成品刀具作為毛胚產(chǎn)品，客戶可以根據(jù)其最終形狀自行調(diào)整并加工制造。這些半成品包括毛坯刀體、毛坯刀片和毛坯刀頭。伊斯卡公司作為領(lǐng)先的切削刀具制造商就提供這項(xiàng)服務(wù)，其系列產(chǎn)品中就包括了毛坯產(chǎn)品。

MULTI-MASTER系列提供超長刀桿，前端有一個MULTI-MASTER內(nèi)螺紋，尾部有一個中心孔，可以由客戶自行截斷和加工成型。近日，伊斯卡又推出了無涂層的硬質(zhì)合金毛坯刀頭，該刀頭分為兩部分：圓盤形前部區(qū)域，表面有內(nèi)六角（TORX）凹槽，后部區(qū)域有MULTI-MASTER外螺紋。這些毛坯刀頭用于生產(chǎn)非標(biāo)產(chǎn)品，可安裝在客戶車間里現(xiàn)有的MULTI-MASTER產(chǎn)品刀柄上，應(yīng)用于不同的加工操作，如銑槽、切槽、螺紋加工、花鍵加工及齒輪加工等。（圖3）

圖3 - 采用MULTI-MASTER刀柄的圓盤形毛坯刀頭大大擴(kuò)展了客戶生產(chǎn)定制銑削形狀的能力。

伊斯卡還在其產(chǎn)品系列中添加了一組特殊的PENTACUT-27毛坯刀片，該毛坯有五個切削刃，可以由最終用戶磨制成不同的形狀，以完成皮帶輪、軸承和管接頭等零件的淺輪廓和切槽加工應(yīng)用。比起從切削刀具制造商直接訂購非標(biāo)刀具，用戶在收到產(chǎn)品的時間上會受到一定限制。如果時間緊迫，用戶可以通過自己用半成品毛胚加工非標(biāo)刀具的方式，在受到限制的情況下找到最合適的解決方案。為客戶賦能，使其能夠制造自己專屬的刀具，打開金屬加工的新視野，以克服日常生產(chǎn)制造中的障礙。（圖4）

圖4 - PENTACUT-27 星形毛坯刀片可為復(fù)雜型材的切槽提供快速的定制化解決方案。

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