不懼逆境，提升耐抗力 —— CoroMill® Dura整體硬質合金立銑刀助力制造商實現多樣化加工

“多任務、產量、效率 — 這些都是出色的加工理念，”美國計算機程序師兼作家Ellen Ullman如此表示。“但是，這些原則能夠滋養(yǎng)人的思維和想象力嗎？”對于機加工車間而言，答案是肯定的 — 他們正在進行多樣化加工，希望進入新的產品領域以提升自身力，但是，他們在這樣做的同時又必須處理更廣泛的難加工材料。在本文中，山特維克可樂滿整體圓柄刀具業(yè)務部門首席研發(fā)工程師、Gaetano Massimo Pittalà博士闡釋了為何說山特維克可樂滿的CoroMill® Dura整體硬質合金立銑刀能夠幫助制造商以出色的產量和效率進行多樣化加工。

根據麥肯錫公司 (McKinsey and Company)的報告：“新冠危機、后疫情時代的經濟影響以及正在爆發(fā)的烏克蘭沖突已經暴露出當今全球供應鏈的弱點�！睘榱嗽谶@個充滿不確定性的時代贏得力，制造商們正在努力進行多樣化加工，以求維系生存。例如，山特維克可樂滿的一個美國客戶已經從機械工程領域進入了諸如航空航天、國防和醫(yī)療等其他行業(yè)，而其中沒有一個客戶或行業(yè)的業(yè)務能夠超過山特維克可樂滿總業(yè)務的25%。

在此類案例中，多樣化加工意味著生產新的、以前不為人所熟悉的小公差零件。然而，挑戰(zhàn)不止于此。根據麥肯錫公司的另一份報告：“如果只是適時交付品質合格的低成本產品，已經不夠了�！痹搱蟾孢�指出：“現在企業(yè)需要構建耐抗的網絡，要能夠抵御沖擊，要具備敏捷性以靈活回應嚴苛客戶的需求與快速變化的市場”，且實現這一點的同時要保證“環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展”。

而另一方面，多樣化加工也意味著加工更廣泛的難加工材料，如鋁、鈦和Inconel合金。那么機加工車間如何戰(zhàn)勝這些挑戰(zhàn)同時實現麥肯錫公司報告中所列舉的目標呢？答案就在：更出色的刀具，以及機床。

消除振動

首先，讓我們更詳細地了解加工挑戰(zhàn)。The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (《國際先進制造技術雜志》) 中一篇文章對難加工材料的加工系統(tǒng)參數有如下分析：“在鈦金屬的銑削過程中，工件和切削刀具之間更易發(fā)生振動 (自激振動，即：顫動)”，此外諸如鋁及Inconel合金等難加工材料也是如此。

加工過程的振動會導致若干負面影響。具體包括：零件表面質量降低；切削刃的磨損增加；切削刀具的磨損形式難以預料。振動會對整體加工安全性造成負面影響且可能導致能耗和成本的增多以及零件精度的下降。

顯然，在因實施多樣化戰(zhàn)略而需要處理難加工材料的工廠，上述問題更加嚴重。那么，能夠怎么辦呢？這是山特維克可樂滿研發(fā)團隊面臨的挑戰(zhàn)：生產出能夠消除振動同時通用于各種應用和材料的完整的整體硬質合金立銑刀系列。這個系列必須易于使用，且生產率和刀具壽命要優(yōu)于競爭對手的刀具。

為此，山特維克可樂滿研制出CoroMill® Dura。該系列由若干整體硬質合金立銑刀構成，包括不同長度、直徑和設計的整體硬質合金立銑刀，分別配有兩個、三個、四個、五個及七個排屑槽。此外，該系列倚賴于山特維克可樂滿的一項全新專利技術：WhisperKutTM，作用是大幅消除諧波，同時減少顫動和振動。

WhisperKutTM技術以其非對稱變螺旋角式設計而聞名。有一點早已為人熟知：經過優(yōu)化的排屑槽間隔以及關乎立銑刀設計的其他方面能夠大幅減少加工過程的振動和顫動。但是，有了WhisperKutTM技術，每一個排屑槽都指向不同的螺旋角度 (相對于其余所有排屑槽)，這就實現了出色的穩(wěn)定性且有效消除了振動。由于所有排屑槽彼此間的距離都不相等，所以減少了常規(guī)立銑刀通常都會產生的典型問題：持續(xù)不斷的振動。

鑒于此，配有WhisperKutTM技術的CoroMill® Dura整體硬質合金立銑刀旨在通用于所有刀具方案。該立銑刀可用于零件加工過程所需要的所有工序，包括粗加工、精加工、半精加工和坡走銑。但是雖說如此，仍然有必要評估CoroMill® Dura在生產率和刀具壽命方面是否優(yōu)于競爭對手的銑削刀具。

通用性能

接下來通過側面銑削工序評估了CoroMill® Dura的性能，并與競爭對手的硬質合金立銑刀進行對比。首先加工DIN 42CrMo4鉻鉬鋼ISO P工件，然后加工AISI 304不銹鋼ISO M工件。

DIN 42CrMo4工件具備95 kg/mm2的極限抗拉強度 (UTS) 且洛氏硬度 (HRC) 值高達39。刀具直徑 (D) 為12.7毫米 (mm)，帶縮頸，這代表：從刀具*到刀柄的距離為33至40毫米。

每一把刀具的性能評估都包括如下測量：從工件去除的材料總量 (cm3)。為了實現*大的去除率 (MRR)，刀具采用如下參數：切削速度 (vc) 150/60 m/min，每齒進給 (fz) 0.04至0.1 毫米/齒，軸向切削深度 (ap) 1 x D，徑向切深 (ae) 0.5 x D。該刀具可運行*長60分鐘，且應用了冷卻液。

AISI 304工件也應用了不同切削參數，包括vc 80/40 m/min、fz 0.05毫米/齒、ap 1 x D以及ae 0.5 x D。同樣，刀具也*長運行了60分鐘并應用了冷卻液。

*終，對于DIN 42CrMo4工件的側面銑削，CoroMill® Dura的性能比競爭對手的整體硬質合金立銑刀提升了25%多；而對于AISI 304的側面銑削，性能的提升達到20%多。此外，山特維克可樂滿還把CoroMill® Dura的性能與自己品牌的前代刀具進行了對比，結果發(fā)現：新一代刀具在整體競爭力、價格和性能方面均更勝一籌。

基于上述這些測試，可證明：CoroMill® Dura是能夠適用于各種不同應用的高性能通用型刀具。對于那些正在探索新行業(yè)或者尋求增加小批量生產的機加工車間，該刀具正是能夠滿足需求的契合之選。用Ellen Ullman的話來表述：有了這些更先進的刀具，機加工車間能夠以出色產量和效率贏得力 ― 同時也滋養(yǎng)人的思維和想象。