自由切削階梯端銑刀科技成果取得應用

由中北大學和太原工具廠共同設計和研制的自由切削階梯端銑刀二手刀片，具有刀尖等直徑不等高和刀尖等高不等直徑的特點，基銑刀於端銑刀階梯齒不同組別切削刃的切削部位不同，實現了刀片同一切削刃換位使用，提高了刀片的使用壽命。且刀體可采用標准刀體，與傳統端銑刀刀體通用。

經采用YT15、YG8刀片切削調質鋼和鑄鐵材質工件的試驗表明：切削效率提高一倍以上，刀具耐用度提高50%-60%，銑削力降低30%，現已在太原第一機床廠等單位成功轉化應用。 

自由切削階梯端銑刀的成功研制和應用，適應了高速切削技術的發展，為機械制造領域大余量、不均勻鑄鍛件的高效平面銑削加工提供了新的途徑，且在節能、降噪，實現綠色制造等方面具有重要的推動作用。

山西省自由切削階梯端銑刀研究取得新進展

從山西省科技廳了解到，由中北大學和太原工具廠共同設計和研制的自由切削階梯端銑刀，具有刀尖等直徑不等高和刀尖等高不等直徑的特點，基於端銑刀階梯齒不同組別切削刃的切削部位不同，實現了刀片同一切削刃換位使用，提高了刀片的使用壽命。且刀體可采用標准刀體，與傳統端銑刀刀體通用。

銑刀 經采用YT15、YG8刀片切削調質鋼和鑄鐵材質工件的試驗表明：切削效率提高一倍以上，刀具耐用度提高50%-60%，銑削力降低30%，切削工具現已在太原第一機床廠等單位成功轉化應用。


隨著現代加工制造業的迅速發展，設備更新換代速度越來越快，特別是重型機械、造船（如航母）、水電等設備制造中，要在短時間內增加產值、創造利潤，必須充分挖掘刀具的潛力。

自由切削階梯端銑刀的成功研制和應用，適應了高速切削技術的發展，為機械制造領域大余量、不均勻鑄鍛件的高效平面銑削加工提供了新的途銑床夾具徑，且在節能、降鑽石刀片噪，實現綠色制造等方面具有重要的推動作用。

非標倒角銑刀提升球閥加工效率

現代社會離不開石油和天然氣。人們用管路將這些物質從生產廠輸送給客戶。其中數百萬千米長的管道遍及全球。如果要中斷介質流動(例如維護工作)，“閥門龍頭”必須關閉嚴實。使用高壓球閥，就可以臨時關閉管路，這種高壓球閥正是RMA管道設備最重要的產品之一。

在二十世紀六十年代末，該創立之初只是一家“作坊式”工鑽石刀片廠，是其他的供應商。隨著飛速成長，它在二十世紀七十年代末開始研制自己的管件，包括球閥。現在，RMA管道設備是世界領先的系統供應商之一，其主營業務包括研制各種油氣、水和地區制熱用管件、家用供應技術、測量和控制技術以及根據客戶具體要求定制的零件。RMA在全球共有員工約500名銑刀，在德國有兩家工廠。萊瑙總廠和行政中心共有員工200名。他們在德國凱爾有一個配套工廠，並且在波蘭、英國、法國、美國、巴林和俄羅斯分別有一個工廠。

每只球閥的核心部件是中通閥芯，中通閥芯裝在一個閥體內，並可在其中轉動。但是，用於管線中的這些閥芯尺寸比我們一般用的水龍頭的閥芯尺寸大得多。截止球閥的尺寸範圍為DN 25~銑床夾具DN 1400毫米。RMA制造車間項目主管Hans-Jürgen Mann?hardt說：“我們的萊瑙總廠制造DN 300以下的產品，凱爾廠制造更大尺寸的產品。”這不僅包括閥芯、還使用閥體生產的壓床、總裝、塗覆防腐聚氨酯(PU)塑料塗層和最終試漏：RMA的所有高壓球閥在出廠後便可隨時待命使用。

閥芯本身由粗加工過的鍛鋼制造而成，通過閥芯的流速已經得到認可。在RMA車間裡，有30台全自動化的車床和5台加工中心，承擔把毛坯件生產成品閥芯的全部任務。除了車削和磨削外，還要制作後續工藝所需要的切口，包括在閥芯上下方的配合。使用對裝配很重要的凹槽，讓閥芯在閥體內轉動，可打開或關閉閥門。相互配合並與閥芯一起插入閥體的塑料件和金屬座圈確保封閉嚴實，無泄漏。在壓力高達40巴時，塑料還能起到密封作用，但是超過40巴後，需要使用金屬密封件。

於是，在轉動時閥芯不會與任何部分發生意外碰撞，在上述配合面的兩側另外銑制一道圓倒角，這就是需要圖賓根的刀具專家參與的地方。外徑為484毫米的DN 300閥芯在臥式加工中心切削工具上的總加工時間為一小時。到現在為止，倒角需要10二手刀片道工序，加工時間為10分30秒，每側5分15秒。迄今，該工序采用其他品牌的倒角銑刀完成，該銑刀有三個刀片但只有一組齒。

銑刀速度提升，大受歡迎

“我們一直很滿意所用刀具的加工銑床夾具性能，但是有一點是我想要更高的效率，也就是是時間。我銑刀認鑽石刀片為，一道工序超過十分鐘確實太長，”Hans-Jürgen 切削工具Mann?hardt說。“因此，我決定與現場服務人員討論這個問題。”多年來，德國應用工程師Michael Benz一直為RMA提供支持。期間，他在現場提出並實施了多種刀具解決方案，並與客戶通力合作。在緊急情況下，他甚至能通宵達旦地工作。討論後，奔馳在他下一次拜訪期間，與車間主任Mann?hardt一起花了大量時間，對倒角的加工任務進行書面整理，並擬出了初始解決方案途徑大綱：“目的非常明確，就是要達到更高的金屬去除率。我們一起直接在機床上進行測量，以便考慮現有的刀杆、刀具尺寸和夾具，並避免輪廓干涉。”

在與Hans-Jürgen Mann?hardt進行全面深入交談後，顧問隨後擬出了第一份大綱：一種不采用任何附加接口的整體式刀具，結構盡量緊湊，性能盡可能穩定。Michael Benz說：舊的刀具太長，振動會對性能有不利影響。”於是，該設計被送往位於法蘭克福的本土技術部進行開發。在這裡，協同生產部檢查了刀具制造的可行性，並確定了刀片座的數量和結構。

結果是，倒角銑刀的銑削角度45°，三組銑削刃口和四排刀片(型號為F2001-6515665)，作為定制刀具。“在我的腦海裡已經有了玉米銑刀的想法，”Mann?hardt說。“

但是，由於閥芯倒角要求的角度原因，這類刀具還不能作為標准型號，只能用作定制解決方案，例如目前為我們實施的方案一樣。”其性能如何?結果很明顯。現在，倒角銑削只需4道加工工序，總時間6分30秒(以前是10分30秒)，單側所耗時間為3分15秒(以前是5分15秒)。這相當於時間節省將近40%。

一個最令人印像二手刀片深刻但員工還不十分滿意的結果是：“從我們最初的討論，直到6周後當RMA開始測試時，起初會發生刀片斷裂，令我們倍感頭痛。主要問題是選擇正確的切削刀具材料，”Benz說，“最後，我們決定采用我們“堅不可摧”的韌性極佳的材質 WSP45S，這種材質是我們解決問題的能手。它驗證了團隊作為RMA的一個成功案例：刀片斷裂再也沒有發生過。

銑刀速度提升，大受歡迎

“我們一直很滿意所用刀具的加工銑床夾具性能，但是有一點是我想要更高的效率，也就是是時間。我銑刀認鑽石刀片為，一道工序超過十分鐘確實太長，”Hans-Jürgen 切削工具Mann?hardt說。“因此，我決定與現場服務人員討論這個問題。”多年來，德國應用工程師Michael Benz一直為RMA提供支持。期間，他在現場提出並實施了多種刀具解決方案，並與客戶通力合作。在緊急情況下，他甚至能通宵達旦地工作。討論後，奔馳在他下一次拜訪期間，與車間主任Mann?hardt一起花了大量時間，對倒角的加工任務進行書面整理，並擬出了初始解決方案途徑大綱：“目的非常明確，就是要達到更高的金屬去除率。我們一起直接在機床上進行測量，以便考慮現有的刀杆、刀具尺寸和夾具，並避免輪廓干涉。”

在與Hans-Jürgen Mann?hardt進行全面深入交談後，顧問隨後擬出了第一份大綱：一種不采用任何附加接口的整體式刀具，結構盡量緊湊，性能盡可能穩定。Michael Benz說：舊的刀具太長，振動會對性能有不利影響。”於是，該設計被送往位於法蘭克福的本土技術部進行開發。在這裡，協同生產部檢查了刀具制造的可行性，並確定了刀片座的數量和結構。

結果是，倒角銑刀的銑削角度45°，三組銑削刃口和四排刀片(型號為F2001-6515665)，作為定制刀具。“在我的腦海裡已經有了玉米銑刀的想法，”Mann?hardt說。“

但是，由於閥芯倒角要求的角度原因，這類刀具還不能作為標准型號，只能用作定制解決方案，例如目前為我們實施的方案一樣。”其性能如何?結果很明顯。現在，倒角銑削只需4道加工工序，總時間6分30秒(以前是10分30秒)，單側所耗時間為3分15秒(以前是5分15秒)。這相當於時間節省將近40%。

一個最令人印像二手刀片深刻但員工還不十分滿意的結果是：“從我們最初的討論，直到6周後當RMA開始測試時，起初會發生刀片斷裂，令我們倍感頭痛。主要問題是選擇正確的切削刀具材料，”Benz說，“最後，我們決定采用我們“堅不可摧”的韌性極佳的材質 WSP45S，這種材質是我們解決問題的能手。它驗證了團隊作為RMA的一個成功案例：刀片斷裂再也沒有發生過。

瑪帕拓展輕質材料加工的銑刀種類

輕質結構的發展促進了特性廣泛的新材料不斷發展，而加工這些新材料就成了新的需求和挑戰，而常規的刀具幾何形狀已不能保證可靠的加工。經過多年的市場檢驗，MAPAL已經具有了廣泛的銑刀產品種類，現在又開發出4種新的高性能銑削刀具。用於加工輕質材料：OptiMill-Composite-UD、OptiMill-Honeycomb、OptiMill-Thermoplastic和OptiMill-Thermoplastic-FR。

熱塑性材料廣泛應用於汽車領域（如儀表板的生產），由於熱塑銑刀性材料熔點低，加工需要特殊幾何形狀設計的刀具來避免材料熔化。為此，瑪帕開發了整體硬質合金OptiMill-Thermop鑽石刀片lastic刀具，具有非常鋒利的刃口，能可靠地加工熱塑性材料。其特殊的幾何設計不僅能確保最優的排屑，同時還減小了銑削過程中溫度熱量的堆積。瑪帕OptiMill-Thermoplastic-FR用於加工特殊的纖維強化熱銑床夾具塑性材料，主要是碳纖維的加工。由於碳纖維非常耐磨，所以整體硬質合金立銑刀采用金剛石塗層，切削刃沿圓周方向排布，纖維可以干淨地被切斷而無毛刺形成。

OptiMill-Compsite-UD整體硬質合金立銑刀用於加工碳纖維復合材料這種很薄或是難加工的纖維復合材料。得益於其刃口形狀設計，可實現在工件上同時進行推拉切削的壓力效果，從而防止分層及纖維突出。這款銑刀為金剛石塗層，具切削工具有更長的刀具壽命。

蜂窩結構材料因其低重量和高抗彎強度可用於飛機內壁和外壁之間的支撐與強化，或是用於風能轉換器的葉片中，而加工這種材料的難點在於其蜂窩結構。瑪帕OptiMill-Honeycomb可以滿足蜂窩材料的特殊加工要求。8刃硬質合金銑刀切削刃極其鋒利，具有15°螺旋角和非常細密的二手刀片鋸齒結構。這款刀具能夠可靠地加工具有各種外層和填充物的蜂窩結構。