森泰英格數(shù)控刀具在現(xiàn)代模具制造中的創(chuàng)新應(yīng)用

森泰英格（成都）數(shù)控刀具有限公司 趙慶軍

現(xiàn)代模具制造的特點是：質(zhì)量要求高，形狀復(fù)雜，材料硬度高，通常單件生產(chǎn)。現(xiàn)代模具制造的基本要求是：制造精度高，使用壽命長，制造周期短，模具成本低。為了適應(yīng)現(xiàn)代模具制造的特點，滿足現(xiàn)代模具制造的基本要求，高速加工技術(shù)已越來越多地應(yīng)用于現(xiàn)代模具的加工制造領(lǐng)域。

代表現(xiàn)代機械加工主流技術(shù)方向的高速切削加工技術(shù)，因順應(yīng)了21世紀(jì)模具加工高速、高效、高精的要求而得到了迅猛發(fā)展。高速加工的最大特點是在極大滿足高效生產(chǎn)的同時，也大大提高了被加工零件的加工精度和表面質(zhì)量。在美國、德國和日本等工業(yè)發(fā)達國家，其模具工業(yè)正逐步用高速切削機床替代電加工設(shè)備，完成模具復(fù)雜型腔的高效精密加工。近年來，國內(nèi)模具制造業(yè)也紛紛購進大量高速切削機床，引入高速加工理念。但是，國內(nèi)適宜高速切削加工要求的刀具系統(tǒng)與技術(shù)的研究相對滯后，國外先進刀具和技術(shù)追求利益最大化的商業(yè)運作，造成我國模具加工高速不等于高效，高速不等于高精，高速不等于低成本的尷尬局面。因此，深入研究高速加工技術(shù)及高速加工對刀具系統(tǒng)提出的新要求，開發(fā)適宜高速加工要求的刀具系統(tǒng)及其創(chuàng)新應(yīng)用具有十分重要的意義。本文針對現(xiàn)代模具制造的特點和要求，從技術(shù)返璞歸真的角度，闡述森泰英格數(shù)控刀具在現(xiàn)代模具制造中的創(chuàng)新設(shè)計和應(yīng)用。

森泰英格（成都）數(shù)控刀具有限公司（CENTRIXEG, Ltd.）（以下簡稱“森泰英格”）是專業(yè)制造數(shù)控工具系統(tǒng)、可轉(zhuǎn)位刀具、刀片及整體合金刀具等數(shù)控刀具產(chǎn)品的中外合資企業(yè)。在現(xiàn)代模具制造中，森泰英格是國內(nèi)唯一一家開發(fā)了可以與世界知名品牌競爭的熱裝刀柄、液壓刀柄、高精度彈簧夾頭刀柄和HSK工具系統(tǒng)等高檔數(shù)控刀具產(chǎn)品的數(shù)控刀具制造廠家。而且，森泰英格生產(chǎn)的工具系統(tǒng)和可轉(zhuǎn)位切削刀具產(chǎn)品批量出口到歐美地區(qū)中高端市場。同時，森泰英格在不斷創(chuàng)新和實踐的基礎(chǔ)上，運用現(xiàn)代切削加工理念，創(chuàng)新設(shè)計了數(shù)控刀具產(chǎn)品和加工解決方案。下面針對現(xiàn)代模具制造，從高效、高精和低成本三個方面入手，例舉其中典型產(chǎn)品及案例，拋磚引玉，以供大家參考。

森泰英格如何解決模具高效加工

現(xiàn)代模具制造中，大約有90%左右的金屬去除是需要銑削加工完成，包括模具輔助零件的最終加工以及模具工作部分的預(yù)加工和最終加工。如何實現(xiàn)模具銑削的高效加工，是提高現(xiàn)代模具制造效率的關(guān)鍵所在。

典型加工案例：加工產(chǎn)品為模架（45鋼），如圖1所示。熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)300～350HBW。加工機床：BT40加工中心。刀具：BT40－XP25－100，EM90－25AP10N（3刃），APKT1003PDTR EB1220（見圖2）。切削參數(shù)見附表，不同切削參數(shù)下的切屑如圖3所示。

圖1

圖2

圖3

切削參數(shù)表

方案1：采用“輕拉快跑”的方式（小切深大進給）。方案2：采用大切深小進給方式。通過兩組加工數(shù)據(jù)，我們不難看出：相同的刀具，相同的機床，相同的轉(zhuǎn)數(shù)n，只改變進給f和切深ap，方案1的金屬去除率Q提高2.3倍。

因此，高速切削只是提高切削效率的手段之一，高速不等于高效。我們應(yīng)采用高速切削和加工工藝創(chuàng)新等多種手段實現(xiàn)高效切削，從高速切削到高效切削，是切削理念的又一次進步。實現(xiàn)高效切削有多種途徑，各企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身條件采取適合于自己的方法有效地提高加工的效率。

森泰英格如何解決模具高精加工

作為高端工具系統(tǒng)，森泰英格的熱裝刀柄和液壓刀柄可以穩(wěn)定達到刀具4d處，綜合跳動精度0.003mm以內(nèi)。但這只是保證了刀具與工具系統(tǒng)之間接口的高精度，在切削系統(tǒng)中，還有機床主軸與工具系統(tǒng)之間接口精度不容忽視。通常情況，一般機床主軸跳動0.01～0.02mm。特別是在模具高精度加工中，如果您不能容忍：機床+工具系統(tǒng)+刀具大于0.025mm的刀具跳動，請選用森泰英格的可調(diào)刀柄系列。森泰英格的可調(diào)刀柄系列通過在線調(diào)整（見圖4），可以有效彌補機床主軸和刀具的徑向跳動和軸向跳動，使切削系統(tǒng)終端的刀具達到完美的零跳動。

圖4

森泰英格如何解決模具低成本加工

在現(xiàn)代模具制造中，以銑代磨的高速高精加工已成為主流。但提到模具高速精加工，不難想到熱裝刀柄和硬質(zhì)合金銑刀。專為模具加工設(shè)計的熱裝刀柄以結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，精度高等特點，深受模具加工者的喜愛。

2003年，森泰英格開發(fā)了熱裝刀柄（填補國內(nèi)空白）。在此基礎(chǔ)上，通過不斷技術(shù)創(chuàng)新，森泰英格相繼又開發(fā)了奇數(shù)及小數(shù)系列熱裝刀柄，有效解決了臺階合金銑刀及鉆頭的問題。通常φ3～φ6mm的銑刀會使用φ6mm柄部，奇數(shù)系列銑刀或小數(shù)點系列鉆頭會使用大一些的偶數(shù)柄。這種臺階硬質(zhì)合金刀具是使用直棒料磨削而成，造成不可再生的重要戰(zhàn)略資源——鎢的巨大浪費，同時這部分磨成砂輪灰的成本肯定要轉(zhuǎn)嫁給終端用戶，造成模具加工成本無法降低。針對這一情況，森泰英格制定了全套解決方案：

（1）從源頭做起，在硬質(zhì)合金刀具磨制環(huán)節(jié)，多數(shù)國外的硬質(zhì)合金數(shù)控工具磨床沒有配置奇數(shù)及小數(shù)系列高精度夾具，森泰英格設(shè)計制造了高精度的專用液壓刀柄，奇數(shù)及小數(shù)系列的高精度液壓卡簧及專用卡簧，有效解決了奇數(shù)及小數(shù)系列等徑合金刀具的磨制問題。

（2）在硬質(zhì)合金刀具使用環(huán)節(jié)，森泰英格創(chuàng)新設(shè)計制造了奇數(shù)及小數(shù)系列熱裝刀柄、液壓刀柄、高精度彈簧夾頭刀柄及其卡簧類附件，有效解決了奇數(shù)及小數(shù)系列等徑合金刀具的使用裝夾問題（見圖5和圖6）。

圖5 高精度全系列液壓刀柄及卡簧

圖6 高精度全系列熱裝刀柄及接桿

也許，這些創(chuàng)新在國外競爭者眼里并不足為奇；也許，大家也都清楚，只是為了某種目的，都不想做或不愿講；森泰英格作為國內(nèi)數(shù)控刀具的領(lǐng)先者有必要也有義務(wù)對“技術(shù)”進行辨?zhèn)未嬲妫瑥姆衔覈鴮嶋H的角度對產(chǎn)品和技術(shù)進行創(chuàng)新，并推廣普及。森泰英格在以“一點一滴精鑄，一絲一毫細礪”的企業(yè)精神追求自身發(fā)展，朝著“爭創(chuàng)國際一流”的戰(zhàn)略目標(biāo)大步邁進的同時，還肩負(fù)起振興國內(nèi)數(shù)控刀具事業(yè)，為我國現(xiàn)代模具制造乃至整個機械加工產(chǎn)業(yè)作出應(yīng)有貢獻的社會責(zé)任。