創新思維驅動非對稱鏜削刀具的革新

創新思維驅動非對稱鏜削刀具的革新

具有創新理念的高精度鏜削刀具可以提高生產率，并降低加工成本


肯納金屬公司最新推出的非對稱直線鏜削刀具可以提高加工穩定性，加工速度，以及鏜孔質量，并降低保養及應用成本。

高精度鏜孔是許多重要零件加工的關鍵過程。發動機體內部多軸頸曲軸孔的精確度和粗糙度與功率輸出和燃油效率有直接關系，曲軸孔的加工時間與發動機制造公司的效益也有直接關系。多種機械零件上的高精度孔的質量在實現零件性能指標方面起著關鍵性的作用。這些鏜孔必須滿足關鍵公差要求，但問題在于，高精度鏜孔加工成本很高，并且耗費大量時間；小小的失誤就可以導致昂貴零件的報廢。肯納金屬公司因此推出了一款形狀簡單，非對稱的直線鏜桿刀具，這款創新型的產品受到用戶的廣泛歡迎。

根據定義，鏜孔與鉆孔加工是有區別的；鏜孔是一種內徑與主軸中心線有直接關系的加工過程。在這種加工過程中，最常見的是工件被夾持并處于靜止狀態，切削刀具在旋轉情況下進入工件內部；鏜孔加工還可以在刀具和工件進行調整的過程中進行。

鏜孔加工最常見的應用類型包括：型芯孔、沖孔、鉆孔以及內部廓形表面的擴大和精加工。在有些情況下，與鏜削加工同時進行的加工還包括車削加工、端面加工、倒角加工、切槽加工以及螺紋加工。

如何完成加工過程
設想在一個小型發動機體內，需要加工用于五個直線排列軸頸的曲軸孔。對于多軸頸曲軸孔精加工任務的常規方案為，舉例而言，通常需要使用帶引導墊的多刃鉸刀，并按照以下操作流程（此處命名為可選方案 1.0）：
-用一把導徑鉸刀完成第一個軸頸的精加工。
-插入多刃鉸刀，完成第二個至第五個軸頸的半精加工和精加工。
-然后取出鉸刀。

這種加工過程的優勢在于，可以使用 CNC 臥式機床或多軸加工中心完成加工，而無需使用帶有專用夾具的專業鏜床設備。但是，根據工件尺寸的不同，機床刀具必須具備足夠的剛性，否則會導致加工質量的顯著降低。此外，在加工后鏜孔內鉸刀的進退刀操作必須緩慢并且精確，否則會造成退刀刮痕，或損壞切削刃。

完成這種鏜孔加工的常見可選方案是直線鏜削（可選方案 2.0）。這個可選方案要解決的基本問題是，切削刃和刀具引導墊如何通過未完成加工軸頸上較小孔徑的鏜孔？

為了解決這個困境，數控機床制造商使用了常規的直線鏜桿刀具以及
設備上的?對面軸承架?功能。這個加工過程大致如下：
-機床上的工件部位將缸體升起
-直線鏜桿可以通過工件插入位于另一端的軸承架內部
-汽缸體向下調整并被夾緊
-對連桿孔進行半精加工和精加工
-汽缸體向上升起，鏜桿退出

在這個過程中，因為刀具在兩端都有支撐，因此可以加快進刀和退刀操作；與鉸削可選方案 1.0 相比，加工孔的幾何形狀及質量得到了提高。其不利因素在于，上升功能需要特制的夾具和 CNC 控制系統，并且夾具需要對面軸承架的支撐，這一點使得工件背面部位不能進行任何加工。

帶有傾斜式工作臺和傾斜式主軸的多軸機床，并且需要更多使用鏜桿的加工更有利于選擇直線鏜削可選方案 2.1，在這個方案中需要使用膨脹式引導墊，其加工過程如下：
-用一把導徑鉸刀完成第五個軸頸的精加工
-零件（或機床工作臺）旋轉 180 度
-對加工中心的 X-Y 軸進行調整，鏜桿可以在偏心位置插入
-帶引導墊的鏜桿插入第五個軸頸的中心
-引導墊膨脹
-對第一至第四軸頸進行半精加工和精加工
-引導墊再次插入
-鏜桿在偏心位置處退出

可選方案 2.1 應用了機床的多軸加工可調整性。這個方案保留了 1.0 方案的優勢，不需要 2.0 方案中的上升功能和對面軸承架，不需要對刀具的兩端進行支撐。不利因素在于這款鏜桿內部的機械裝置復雜，成本高，并且使用難度大。潤滑不足會導致內部敏感機械部件的損壞，如果未能嚴密監控，可能會導致刀具在工件內的卡塞或鉤掛，并對機床、夾具、刀具和工件造成損壞。

不對稱產品
在與一家大型汽車制造商加工汽缸體的合作過程中，肯納金屬公司的技術人員推出了鏜孔 3.0 可選方案 - 不對稱直線鏜削。這是一個巨大的技術進步，突出了鉸削和直線鏜削的優勢，幾乎可以完全避免以上兩個方案的不利因素。

與多數先進產品相同的是，其基本原理是非常簡單的。正常的導徑由三個或以上的引導墊構成，在進退刀時與孔壁緊貼，并且沒有自由間隙。肯納金屬公司產品的引導墊在設置時與典型的導條式鉸刀相似，但其引導墊通常位于切削刃 180 度位置，并通過旋轉確保其能自由進入和退出引導部位，甚至可以通過原始孔。這種幾何形狀允許鏜桿在原始孔內以偏心軌跡進行的進退刀操作。加工過程大致如下：
-用一把導徑鉸刀完成第五個軸頸的精加工
-零件（或機床工作臺）旋轉 180 度
-非對稱鏜桿通過加工中心的 X-Y 軸以偏心位置進刀
-刀具移動至中心部位，同時完成第一個軸頸至第四個軸頸的精加工
-刀具在偏心位置快速地退刀。

這種非對稱直線鏜削刀具保留了之前直線鏜削刀具的所有優勢 - 高質量精密鏜孔，刀具兩端支撐，不需要成本高昂的上升功能，不需要妨礙加工的對立面軸承架以及刀具內部的關鍵性裝置。此外，在傳統的加工中心上，還可以更高的進給率完成進退刀操作，從而提高加工效率。

當然，作為肯納金屬公司的產品，與這款偏心式鏜桿一同提供的可轉位刀片產品同樣采用了先進的技術。高精度 RI8 刀片有八個切削刃，預先確定的倒錐設計方案，因此可以采用高進給率加工。直徑可以調整至 1 微米精度級別。錐形夾持螺釘提供的大夾持力避免了因夾持不穩導致的問題。

刀片裝置和非對稱鏜桿的設計都確保了刀片在鏜桿上的穩固夾持。這避免了對刀夾的需求，以及因此出現的對多余公差和空間的需求。

邊欄 - 肯納金屬公司獲得寶馬集團供貨商創新獎提名
2014 年 12 月，肯納金屬公司宣布，公司與其它三個供貨商一同獲得了 2014 年寶馬集團的產品類別組供貨商創新獎。

在獲得這項大獎提名的三個供貨商中，肯納金屬公司是唯一的刀具產品制造商；在與寶馬集團三十余年的合作中，肯納金屬公司因其創新精神而獲得表彰。在其獲得表彰的諸多原因之中，寶馬集團特別提到，肯納金屬公司的創新刀具產品為寶馬集團在奧地利斯泰爾的工廠提高發動機缸體加工效率所做出的貢獻。肯納金屬公司特別成立一個產品設計團隊，與寶馬集團合作，一同開發這款大幅提高加工效率的刀具產品。

?在寶馬集團供貨商頒獎大會上，肯納金屬公司在 200 多家供貨商中脫穎而出獲得這項表彰，我們感到非常榮幸，? 肯納金屬公司副總裁兼刀具業務部總經理 Gérald Goubau 這樣說道。?這是對我們工作的一個極大的認可，同時也提醒我們記得自己為客戶提供創新產品，創造更大價值的使命；這也是我們日常工作中的目標。?

寶馬集團認為，創新精神是公司獲得經濟成就以及未來競爭力的根基。應對未來汽車行業挑戰的唯一途徑在于倡導創新精神并提高創造力。因此，寶馬集團將最具創新精神的供貨商視為重要合作伙伴；這些供貨商將在寶馬集團成功實施最新產品研發領域中起著關鍵性的作用。供貨商創新獎項是專為表彰其貢獻而設置的。







作為行業的領導者，肯納金屬公司在慶祝公司成立75周年之際，特別為在苛刻加工條件下，尋求最佳產品性能的客戶提供創新的產品解決方案，幫助客戶提高生產率。肯納金屬公司應用最先進的物料技術，為分布在60個國家，涉及航空航天、筑路與采礦、能源，以及工業生產等領域的客戶提供創新的耐磨損產品、產品和應用設計，以及應用技術服務。公司員工總數約為14,000人，銷售總額接近30億美元；公司營業收入的一半來自北美地區以外的市場；過去5年內推出新產品的銷售總額占全球銷售總額的40%。肯納金屬公司注重安全理念，曾獲得“全球最具商業道德企業” 稱號（道德村協會），“杰出創新企業”稱號 （產品研發管理協會），以及“美國最安全企業”稱號（EHS Today雜志）；肯納金屬公司及其基金會持續在技術教育、工業技術，以及物料科學等領域進行投資，展現了行業發展以及經濟繁榮的魅力前景。了解更多信息，請登錄公司網站： www.kennametal.com