CIMT2019展品述评|部分工具系统及解决方案

在CIMT2019，行业巨擘汇集，精品新品迭出。来自国内外的知名工具企业携两年来的创新产品参展，本文对本届CIMT上展出的部分工具系统和切削加工解决方案的技术特点进行介绍和评述。

一、工具系统

1.大昭和端面冷却型夹套的美夹微型刀柄

通常对于弹簧刀柄的印象还停留在是一种应用广泛但精度普通的刀柄。在本届CIMT上，大昭和公司展出的端面冷却螺母作为弹簧刀柄的一个配件，可应用于外径最小10mm、抗干涉性强、刃具伸出4倍直径处、跳动仅3微米的高精度美夹微型刀柄上。

图1  大昭和美夹微型刀柄

在模具的精铣加工时，跳动精度是直接影响加工效果及刃具寿命的最重要指标。但在某些干涉部位，外冷喷淋困难，而微小刃具内冷孔制作难度大、成本高。随着高速机床的普及，微小型刃具在高转速时外冷较难接近越发突出。

大昭和展出的这款端面冷却螺母在面对以上难题时，通过两个特殊角度的喷淋孔，将冷却液精准地送向刀尖，尤其是在加工如耐热合金、易产生粘刀的难加工材料时，不仅从最重要的跳动精度方面，更从精准的冷却效果上进一步提升了加工质量。

2. 森泰英格“鲨鱼”系列液压刀柄

森泰英格公司在本届CIMT展出了其“鲨鱼”系列液压刀柄，其外观采用“鲨鱼鳃”防滑结构，可增大抓握摩擦阻力，更符合人体工程学设计，避免使用滑落造成安全事故。刀柄采用整体式设计，结构简单、紧凑，能够有效降低密封造成的泄漏风险，同时避免干涉；其双强力锁紧环和螺旋变形槽设计，大大提高了液压刀柄夹持扭矩；密封采用抗老化材料，可有效降低密封材料在高压环境下的老化速度，提高液压刀柄寿命；特殊的表面处理提高了液压刀柄表面耐氧化腐蚀能力，保持液压刀柄精度的持久性；精密动平衡设计，在25000r/min下可达G2.5级精度，保证液压刀柄在高速加工中良好的使用性能；而在夹持直径4倍处的跳动要控制在0.002mm以下的超高精度检验标准，保证了液压刀柄高精度加工使用性能。该刀柄具有的超强夹持能力，可用于各种加工环境。

图2  森泰英格展台上的鲨鱼”系列液压刀柄

3. 日研数控车床用高精度双零位补正刀柄

日研公司展出了数控车床上用的调刀刀柄，它不仅可以调整接近刀柄处的跳动，还可以调整远离刀柄的悬伸端的跳动。因为可以消除远端、近端两处的跳动，日研将其称为“双零位补正刀柄”。

图3  日研数控车床用高精度双零位补正刀柄

二、切削加工解决方案

1. 森泰英格汽车零部件加工方案

在森泰英格的汽车零部件加工方案展台，可以看到发动机缸体缸盖、转向节、驱动器电机壳、变速器壳体、制动钳和主缸的加工刀具和零件展示。同时，森泰英格公司还推出了PCD整体刀具和可转位刀具、PCD和可转位的复合刀具，满足各类汽车零部件加工。

图4  森泰英格汽车零部件加工方案展台

2. 方寸动力电机壳体加工方案

无锡方寸工具公司展示了其针对动力电机壳体的解决方案。在大孔镗刀（图5右）上，方寸采用专业软件进行智能设计，为新能源电机产业提供解决方案。它采用独特的桁架式结构设计和制造复合镗刀，使得该镗刀的重量较整体结构镗刀大大减轻，刀具的转动惯量显著减少，从而使机床主轴的受力大为改善，有利于充分提高机床的转速，从而得到更高的加工效率。而针对轴承部加工开发的多齿复合铣刀（图5左），采用锋利的铝合金专用刀片，内外同步加工快速高效，适合高节拍加工。

图5  方寸针对动力电机壳体的解决方案

3. 方寸发动机缸体加工方案

在针对发动机缸体加工方案方面，无锡方寸公司展出了燃烧室及结合面加工、轴承盖卡档加工、颊板面加工、主轴孔加工、缸孔加工、启动电机孔加工等多个部件加工解决方案。

在燃烧室及结合面加工方面，方寸的密齿粗铣刀经过特别优化的切削刃角度，避免了铸件的崩边发生，高效稳定；而密齿精铣刀使用高精度多齿修光刃，在长效保证表面质量要求的同时加工效率也达到国际先进水平。在轴承盖卡档加工方面，方寸采用了刀夹式密齿焊接CBN铣刀，动平衡性能好，可以满足高节拍需要。在颊板面加工方面（图6右），方寸的切向布齿组合铣刀采用密齿设计，效率更高，而各刀盘组合成螺旋状齿型，切削状态平稳，切削刃更换周期长。在主轴孔加工方面，方寸采用偏心进刀的线镗刀（图7左）加工曲轴孔，多阶同步加工，采用特殊材料制造的刀体能得到高度的工艺稳定性。在缸孔加工方面（图6左上），方寸采用多刃刀夹式粗镗刀+多刃嵌入式微调精镗刀的方案，多刃刀夹式粗镗刀特殊优化的抑振设计，而多刃嵌入式微调精镗刀，其嵌入式结构不仅能排布更多切削刃，更能提供极高的稳定性（图7右）。在启动电机孔加工方面（图6左下），方寸的多刃嵌入式精镗刀采用类似于缸孔精镗的解决方案。

图6   方寸发动机缸体加工方案

图7  方寸的两种孔加工刀具

4. 方寸的转向节加工方案

方寸展示的转向节加工方案如图8所示，包括轴承孔复合加工、横拉孔端面加工、支臂孔加工、控制臂孔加工等，针对两种主流材料（铝合金及铸铁）可以采用PCD刀片或硬质合金刀片，且多数为便于管理的ISO刀片。复合刀具专为汽车转向系统行业特殊定制，高效率，高稳定性，能大幅降低客户生产成本。反复试验选定的刀片组合模和不断优化的方案，在众多用户使用中表现出了加工效率高等特点以及极佳的综合成本优势。

图8  方寸的转向节加工方案

5. 可乐满数字化解决方案MachiningInsights

山特维克可乐满在本届CIMT上展示了车间设备监控数字化解决方案。采用数字化解决方案监控设备利用率，可使车间的生产率和盈利能力得到大幅度提升，这远非其他方式能比拟的，而这正是山特维克可乐满推出MachiningInsights的目的所在。

图9  操作员通过机床边联网的平板输入具体的停机信息

MachiningInsights不仅仅是一个监控系统，它还可以收集数据，指出需要关注的问题，并获得对设备的深入全面了解，以据此采取措施。对于希望减少生产过程中的浪费并顺利实现数字化工作方式转型的制造商来说，采用MachiningInsights能够帮助制造商减少生产中的浪费，并快捷地实现数字化转型。

许多制造业的客户在发现和分析停机原因时面临了巨大的挑战，而MachiningInsights能够帮助制造业客户轻松解决这个难题。取代传统的人工收集、手动归类和手动分析的方法，该数字化解决方案直接自动从联网的机床中进行收集和运算，使得制造商可以利用该数字化解决方案分析设备利用率，并采取相应措施优化生产流程，从而提升生产率。借助数字化连接和附加的操作员输入功能，系统自身的分析能力得到进一步提升。借助在线可视化工具，可实现数据的透明化，操作员可通过Web浏览器访问相关数据。MachiningInsights数字化解决方案无需借助复杂的IT项目即可启动和运行，帮助制造企业将数字化智能制造快速简单地整合到生产现场。

近年来，我国工具行业在为现代制造业用户服务方面的长足进步有目共睹，但纵观本届CIMT，尚未能见到国内工具企业在数字化智能制造方面推出产品，说明我们与国际先进水平还有相当差距。本届展会的主题是“融合共赢智造未来”，还需要全行业的不断创新、持之以恒的技术积累和潜心钻研才能实现。

（工具分会）