高效的混合刀具

底盤零件加工 - 更輕松、更快、更高效

底盤零件加工并非易事，因?yàn)榧庸み^程涉及到難以加工的材料。很多底盤零件還成細(xì)長(zhǎng)形狀，這更增加了加工難度?？偛课挥趫D賓根的瓦爾特是該領(lǐng)域深受歡迎的解決方案合作伙伴。公司采用高效的刀具槽型和多種精心設(shè)計(jì)的市面上無與倫比的混合刀具，完全可應(yīng)對(duì)這些專業(yè)挑戰(zhàn)。

轎車前輪拉桿軸承（Drag bearing）長(zhǎng)度在50厘米或以上。它們通常由難以加工材料制成。轎車通常使用鋁合金，而商用車輛底盤零件通常采用鑄鐵材質(zhì)，其尺寸更大。

工件的長(zhǎng)度和復(fù)雜的形狀使這些軸承及其它底盤零件變得更加困難。特別是成品件（無論是軸承、懸架臂、縱向搖臂還是副車架）必須承受非常大的負(fù)荷：他們不得不承受轉(zhuǎn)向動(dòng)作、壓縮和解壓，保證與車身的安全連接，即使在最壞的路況也能確保其正常功能。


堅(jiān)硬材料
用于制造底盤零件的材料都很堅(jiān)硬，加工難度非常大。例如，轎車行業(yè)常用的鋁合金，產(chǎn)生的鐵屑長(zhǎng)度通常為10～50厘米。要想平順地將這些鐵屑清除干凈并非易事。

從一開始就面臨挑戰(zhàn)，但是在加工的夾緊階段和空間配置階段尤為突出。工件必須牢固夾緊，而且從所有要求的方向都可接近。刀具必須夠長(zhǎng)，才能較為理想地完成夾具與零件之間的工作。此時(shí)，夾緊和刀具一直采用的規(guī)則是：只要有必要，就盡可能短。最重要的事情是在承受切削力的條件下安裝手柄。加工期間，加工件和刀具長(zhǎng)度可引起非常大的搖臂運(yùn)動(dòng)，從而不可能進(jìn)行精密加工。

瓦爾特PCD非標(biāo)刀具產(chǎn)品經(jīng)理Roland Hanischdörfe說：“采用專用的刀具槽型，可完全或至少大部分防止這種現(xiàn)象，我們的刀具專用于底盤零件的加工。”

使用正確的微觀槽型，可產(chǎn)生兩種效果，這兩種效果可抵消不希望發(fā)生的搖擺運(yùn)動(dòng)：要么是刀具的適宜性將搖擺運(yùn)動(dòng)限制到最低水平或全部消除，要么是加工期間產(chǎn)生的力相互抵消。產(chǎn)生哪種效果或是否采用兩者的組合，取決于實(shí)際的加工情況。Roland Hanischdörfer說：“我們的刀具能達(dá)到任何一種效果。”

高效的混合刀具

這對(duì)瓦爾特的專家們來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，畢竟他們汽車行業(yè)的客戶一直面對(duì)持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，都在想盡一切辦法進(jìn)行優(yōu)化。因此，總部位于圖賓根的瓦爾特研發(fā)出了大量的刀具，以便高效地加工汽車底盤零件：整體硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)合聚晶金剛石（PCD）刀片的混合刀具。

硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片用于粗加工并實(shí)現(xiàn)大批量加工。其特殊刀具槽型還能產(chǎn)生短屑，即使是加工鋁合金，也能解決排屑問題。

在以后的加工工步中，采用混合刀具的PCD可轉(zhuǎn)位刀片進(jìn)行精加工。“因此，用戶僅需要采用一把刀具即可完成兩個(gè)完全不同的加工階段，這就縮短了非生產(chǎn)時(shí)間，因?yàn)闊o需換刀。”

Hanischdörfer表示，PCD可轉(zhuǎn)位刀片用于精加工工序，可保證極高的表面質(zhì)量。近年來，瓦爾特已經(jīng)開始提供PCD刀具，這些刀具將斷屑槽用激光焊在金剛石切削刃上。“這樣可將數(shù)米長(zhǎng)的切削縮短到幾厘米長(zhǎng)。”

瓦爾特很多混合刀具還能配置用于微量油霧潤(rùn)滑（MQL）。不采用傳統(tǒng)的濕加工乳化液或冷卻油，新產(chǎn)品采用油-空氣冷卻和潤(rùn)滑加工表面和刀具。這種技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)。一是使用最少量潤(rùn)滑技術(shù)，可將每小時(shí)需要的冷卻液量從500升降低到僅僅10～20毫升。二是使用微量油霧潤(rùn)滑技術(shù)，無需廢棄處置昂貴且對(duì)環(huán)境有害的冷卻液，濕鐵屑當(dāng)做特殊廢物處理。

成套加工概念

瓦爾特工程師已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了其混合刀具的更長(zhǎng)使用壽命和更高的切削參數(shù)。Roland Hanischdörfer很高興地說：“使用這些刀具的客戶可以明顯感受到其工件效果，包括切削參數(shù)和刀具使用壽命，他們絕對(duì)滿意。”

另外，客戶越來越信任瓦爾特，并委托我們基于這些優(yōu)勢(shì)開發(fā)加工概念。“我們的客戶需要解決方案提高效率，但是他們不想在研發(fā)方面投入大量工作。我們很多年前就看到了這種趨勢(shì)。因此，我們?cè)诮鸺庸し矫婕哟笸度耄粌H研發(fā)高效大刀具，而且還為我們的客戶提供完整的加工概念。”

這類概念通常有兩條途徑：

- 汽車行業(yè)的客戶邀請(qǐng)瓦爾特專家到他們自己的工廠并向他們展示新零件的計(jì)算機(jī)圖片和/或原樣。瓦爾特根據(jù)這些資料研發(fā)出了完整的加工概念，包括所有刀具。
- 用戶到他們的機(jī)械加工廠去，并向他們購(gòu)買完整的加工過程。機(jī)械加工廠聯(lián)系瓦爾特，以便確定并購(gòu)買所需要的刀具?；蛘撸ㄒ娚衔模┲圃鞆S與瓦爾特合作研發(fā)加工概念。

無論采用哪種途徑，依據(jù)是我們對(duì)現(xiàn)有加工工藝的全面了解以及客戶工廠的框架狀況。

越來越多的用戶還要求瓦爾特提供更多的服務(wù)：研發(fā)成套的零件成本概念。此時(shí)的關(guān)鍵點(diǎn)是瓦爾特可保證具體的單件成本。這特別對(duì)汽車行業(yè)來說是一項(xiàng)非常顯著的優(yōu)勢(shì)，其中“單件成本”（CPP）是一個(gè)關(guān)鍵計(jì)算變量。

這需要瓦爾特與各用戶之間非常密切的合作，但是還需要所有生產(chǎn)過程的全面數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。Roland Hanischdörfer說：“如果我們的數(shù)字化制造專家有足夠的數(shù)據(jù)使加工過程更加透明，他們可釋放出以前完全不可想象的優(yōu)化潛力，并達(dá)到驚人的效率。”

瓦爾特參展EMO 2017：3號(hào)展廳、B34展位



圖文說明：我們的客戶需要解決方案提高效率。我們很多年前就看到了這種趨勢(shì)。瓦爾特PCD非標(biāo)刀具產(chǎn)品經(jīng)理說：“因此，我們?cè)诮鸺庸し矫婕哟笸度?，不僅研發(fā)高效大刀具，而且還為我們的客戶提供完整的加工概念。”

Image: Walter AG
圖片：瓦爾特


圖文說明：拉桿軸承上部連接件的上下方的同時(shí)面銑。然后，在連接件上鉆一個(gè)有臺(tái)階的孔，無需換刀，后面以圓形的方式去毛刺。



圖文說明：在帶有可互換硬質(zhì)合金鉆削刀片全部材料中鉆削，以便用螺紋連接跟蹤桿。長(zhǎng)PCD切削刃，設(shè)有斷屑槽型，用于加工大錐形凹陷，然后向后以圓形方式清除鉆孔圓柱部分的毛刺。



圖文說明：PCD球形銑刀用于加工拉桿軸承的球窩，保證拉桿軸承能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。


圖文說明：汽車行業(yè)的拉桿軸承舉例，其中采用了上圖所示的所有刀具。圖片：瓦爾特


圖文說明：瓦爾特很多混合刀具還能配置用于最少量潤(rùn)滑（MQL）。不采用傳統(tǒng)的濕式加工乳化液或冷卻油，新產(chǎn)品采用油-空氣冷卻和潤(rùn)滑加工表面和刀具。