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現代機床雜志 2024 第一期

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切削刀具正從產品提供走向價值服務

CIMT2025作為近十年來全球最大規模機床工具專業盛會,展覽面積達31萬平方米,進館總人數345864人,全球范圍內的知名機床工具企業攜其最新技術和產品悉數到場。

 

切削刀具作為“工業的牙齒”在本屆展會上表現非常亮眼。不僅國內的刀具企業如雨后春筍般紛紛亮相,境外某些企業也攜最新產品、理念和模式回歸,共同為觀眾們展示了多項細分領域的創新技術和應用成果,為大家描繪了切削刀具的未來發展方向。

 

現就本屆展會上切削刀具領域的部分創新技術成果及其應用實例予以介紹。

 

一、技術創新成果

1.材料技術創新

 

克洛伊針對航空航天部件加工推出的新品SNC805SPC810均采用超細晶基體,最大程度地減少高溫下地熱裂紋并防止崩刃。阿諾推出的龍系列中APS05A為超細顆粒的低鈷基體,耐磨性極佳,是難加工材料的優選材質,也可用于不銹鋼、淬火材料以及鑄鐵材料的精加工。長鷹硬科的CM7115ACA5105均采用超細晶基體,耐磨性強,分別應用于難加工材料的車削和銑削。本屆展會部分國外品牌推出了純陶瓷的銑削刀具應用與高溫合金和鑄鐵的高速銑削。

 

廈門金鷺帶來的“銀雀”系列牌號作為GEFOTECH?技術的再升級,在刀具基體、涂層和表面刃口處理等方面實現了重大突破,形成全新的GS*71系列牌號,解決鈦合金加工過程容易粘屑、異常崩刃、壽命短的問題。在本屆展會推出的“銀雀”系列鈦合金加工立銑刀ST300,針對加工問題進行刀具優化創新,可整體抑制不良諧振、提升排屑性能,并通過搭配全新鈦合金加工專用牌號,可提高耐磨性和刀具壽命,有效解決客戶難題。


2.涂層技術創新

 

復合CVD涂層刀片已成為主流趨勢,眾多刀具企業均推出了各自的雙色CVD涂層刀片。常規CVD涂層新品多以優化Al2O3晶體結構生長方向為宣傳亮點,如住友為鋼材車削高速加工推出的AC8115P,采用了晶體定向控制技術以提高耐磨損性能,三菱為鑄鐵車削加工推出的MC5100系列,采用了“超級”納米結構技術提高耐磨損性能。PVD涂層出現兩種技術走向:一種是尋找新的涂層體系,或者將兩種現有涂層搭配,并作為功能層加入產品之中;另一種是在原有基礎上對涂層進行摻雜或納米多層調制。不管是CVD還是PVD涂層,均以提高涂層表面質量為追求目標,采用新的HiPIMS技術、平滑表面處理或涂層后處理技術,以提高表面光潔度,預防積屑瘤和崩刃的產生。

 

株鉆刀具推出的基于低壓CVD涂層技術的Pangu系列PG8000產品,聚焦于難加工材料和高硬度材料的高效加工。該系列結合先進涂層技術與精密槽型設計,主要技術特點和市場應用有:(1)涂層工藝優化。PG8000產品采用高硬度基體搭配納米超晶格結構涂層及超光滑表面處理技術,顯著提升耐磨性和耐高溫性能,適用于高溫合金、耐熱鑄鋼等材料的加工。點陣異構涂層設計進一步增強高溫氧化抗性和涂層硬度,并通過涂層前后處理工藝改善表面光潔度,減少切削粘結現象。(2)槽型與刀具適配。提供NFNGFSNR等車削槽型,覆蓋從精加工到高效粗加工等場景;FMA12EMP09等銑削刀具則適配面銑、方肩銑及仿形銑等復雜工藝。新增精密車削槽型QF及銑削系列EMP08XMR12,優化切削流暢度與加工效率,滿足航空航天等高精度加工需求。

 

3.產品結構創新

 

本屆產品結構創新層出不窮,各制造企業根據不斷細分的用戶需求,開發出不同結構各具特點的產品。肯納推出的FP槽型系列,采用獨特的單螺釘楔塊夾持系統,刀片通過楔塊壓緊而非傳統的螺釘孔固定,實現無孔化設計。楔塊壓緊+大面積接觸,剛性提升20%,解決了傳統螺釘固定易松動的問題,適合鑄鐵材料的重載加工。特固克推出了70度刀尖角度的車削刀具,可兼顧刃口強度且避免干涉,為解決一些加工問題提供了新的思路。

 

日本京瓷公司25°刀尖角的ZBMT系列仿形加工片采用2點鎖緊刀片的特殊結構,防止刀片移位。延伸至刀尖附近的3維斷屑槽,減少微小切深加工時的斷屑問題,在狹小的加工空間內也可有效控制切屑。針對更多的加工仿形要求,ZBMT系列刀片在25°刀尖角的基礎上將前端加工成15°,可以有效避免干涉,滿足多種加工用途。刀尖半徑僅0.4mm,并采用了正向加工與反向加工皆可使用的雙切削刃設計。

4.控屑技術創新

 

控屑技術一直是自動化生產的關鍵難題,三菱此次推出了基于低頻振動切削(LFV)專用產品。低頻振動技術是通過使伺服軸在切削方向上振動,使該振動與主軸旋轉同步的同時進行切削,從而將切屑細小分斷后間斷排出,由此解決在加工中因切屑纏繞引起的問題,這一點在難加工材料加工和自動線生產中尤為重要。

 

伊斯卡帶來了一種全新設計的三角形刀片LOGIQ-6-TURN,提供了一個可實現高表面質量及高性價比的半精加工和精加工車削解決方案。該雙面刀片具有55°切削刃尖角和正前角刃型,有6個可轉位切削刃。它是DCMT類型標準ISO刀片(僅有2個切削刃)的替代方案。LOGIQ-6-TURN刀片的另一個重要優勢是可以輕松安裝在裝有三角形TNMG刀片的車削刀具上。同時,LOGIQ-6-TURN刀片的特殊斷屑槽型設計,增強了刀片加工不同材料時的控屑能力,而刀片控屑技術恰恰是智能制造的基礎之一。

 

5.產品技術延伸

 

工具制造企業利用多年沉淀的成熟技術向其他應用領域延伸,開發出新產品、新工藝及新技術。如利用液壓刀柄的液脹夾持技術開發出的齒輪加工精密液脹夾具,并延伸到機器人精密減速器加工及裝配用工裝;利用PCD刀具精密制造技術開發的高精度VSD齒輪珩磨砂輪修整器,形狀精度可達0.001mm;利用PSC三棱錐定位接口技術開發的零點定位夾具等。

 

森泰英格展示的高性能角度頭,依托多年精密高剛性定位接口設計及制造優勢,創新采用預服役設計理論,正向研發,搭載進口齒輪和軸承,保證角度頭高精度、大扭矩、低噪音、小溫升和長壽命。該技術瓶頸的成功突破,不僅填補了國內高性能角度頭的空白,而且該技術已經成功延伸到機床附件頭和數控擺頭產品,開發出可以媲美國際一線品牌的產品,助力國內工業母機性能的提升。

6.智能刀具技術創新

 

智能化方面,物聯網、AI技術深度融入刀具全生命周期管理。例如,株洲鉆石開發的智能刀柄可實時監控磨損量(精度達±5μm),三菱MAISART系統通過機器學習優化切削參數,降低能耗18%

 

高邁特推出的KomTronic U軸系統是集機電一體化與智能控制技術于一體的創新解決方案,專注于提升復雜零件加工的精度與效率。其產品具有以下兩方面的優勢:(1)徑向精密運動控制。U軸通過伺服電機驅動單滑塊與絲杠結構,實現刀具沿徑向的精密位移調節,最小精度可達0.001mm;同時還集成電子補償系統(如MO40/MO42系列),支持數顯屏幕實時調刀,自動修正加工過程中的熱變形誤差。(2)動態加工適應性。采用感應非接觸式能量傳輸技術,主軸上的定子部件與U軸頭部件無線連接,確保高速旋轉下的穩定信號傳輸。內置傳感器實時采集切削力、溫度等參數,通過KomTronic?智能系統動態調整刀具路徑,降低振動干擾。可用于復雜輪廓加工和高精度同步加工等應用場景。

二、行業發展特點

 

回顧整個CIMT2025,境內外知名刀具企業及刀具產品悉數到場,先進技術、先進工藝、先進產品及先進理念同臺競技,呈現以下特點:

 

1. 境內外產品技術差距正逐步縮小

 

近幾年,切削刀具行業進入穩定發展期,產品技術沒有跨時代的發明,只是在細節上不斷優化和創新,這給快速發展的國內切削刀具行業留下足夠追趕的機會。在刀具材料方面,除部分難加工材料刀具還略有差距外,國內刀具基本可以滿足通用材料加工的要求,達到與國外刀具“并跑”水平。在刀具制造工藝方面,隨著先進工藝設備的引進和國內工藝設備的升級,刀具制造工藝基本與國外刀具同步。如本次展會展出的刀具3D打印工藝,國內也開始大量使用。在產品技術方面,隨著國內企業不斷加強研發投入,一些刀具的關鍵瓶頸技術相繼被攻克,產品技術可達到國際先進水平,如阻尼減振刀具,國內多個企業展出此類產品。但機電結合產品相比于國外還略顯落后。

2. 切削刀具行業進入大融合時代

 

切削刀具市場已經由粗放的產品銷售全面進入到為用戶精耕細作的時代。在現有的市場環境中,客戶成為極其寶貴的稀有資源,一旦與客戶建立信任之后,追求客戶資源利用的最大化成為企業共同目標。但完全依靠企業自身產品滿足客戶需求幾乎不可能,需要強大的供應鏈資源,通過自身的技術優勢,整合行業工藝設備、優勢產品及推廣平臺,為用戶打造全方位的服務。此次展會,森拉天時公司和德國雄克公司就同時展出了iTENDO2智能刀柄;而美國肯納公司則利用展位攜眾多合作伙伴舉辦“匯聚動能,向新而行”技術研討會,共同為客戶提供產品和服務。

 

3. 切削刀具正從產品提供走向價值服務

 

切削刀具行業已經由原來單一產品銷售全面進入到為用戶提供整體解決方案的時代,即為用戶提供價值服務的時代。本次展會國內刀具展商在深度挖掘用戶需求的基礎上,展出了不同領域的整體解決方案。株鉆、金鷺、工具所、森泰英格、歐科億、華銳、澳克泰等國內企業展出了不同行業的金屬切削整體解決方案,歐科億還提出了“刀具總包+智能倉儲”的定制化整體配套解決方案;鄭鉆、REGO-FIX展出了針對刀具裝卸的整體解決方案。

總之,從本次展會可以明顯看出,各刀具企業正在從傳統刀具產品供應商,逐步向為用戶提供價值的服務商轉變,深度挖掘和細化客戶的不同需求,提供優化解決方案和價值服務。希望通過展會平臺,相互溝通交流,相互融合,取長補短,共同為切削加工用戶提供高效加工解決方案,為用戶提供價值服務,從而實現自身價值。

 


來源:森泰英格(成都)數控刀具股份有限公司 報道:趙慶軍
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