切削精度的突破方案

　　本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志

　　夹具、标准件和操作元器件，这些都是Heinrich Kipp公司的产品领域。这家因传统的可调紧定手柄而出名的家族企业依靠500名员工为工业企业和机床设备制造商制造生产标准件和组件。在这些产品的生产过程中对人体工程学、生产工艺的稳定性和零部件的制造精度都提出了高要求。这里也包括了高精度的配合尺寸；而高精度的配合尺寸又将传统的铰刀推到了风口浪尖：这也是Kipp公司面对的真正挑战。

　　小小的零件，艰巨的任务

　　木门上的门闩具备卓越的“制动”特性，即由内向外插入门闩能有效阻止大门被外部开启。然而，门闩作为“预制件”，其真正发挥作用在于与另一扇门上的门闩槽结合，共同形成完整的“止锁机制”。类似地，在切削加工环境中，安全门与防护门也采用了类似的插销锁定机制，允许操作者手动操作插销以锁定或解锁。当谈到更复杂的止锁机构，如弹簧止锁机构，其构造涉及将圆柱形插销嵌入带弹簧的螺纹套筒，并通过螺栓紧固实现“动配合”。此设计中，插销与套筒间的间隙控制至关重要，需确保“动配合”恰到好处，以维持高效的锁定效果。

　　对于只有5μm间隙的H7公差配合来讲，首先需要预钻一个“底孔”，然后用铰刀铰削预钻的底孔使其达到公差等级H7的精加工尺寸。而所有这些加工工序都是在Stama的三坐标铣床上完成的。然而，加工并非易事，尤其是面对如1.4308号不锈钢和C45号优质钢等难加工材料。Kipp公司负责刀具的Alexander Wolber介绍说:“当尺寸精度要求成为一件产品最重要的要求时，预制件总是会有一些人们‘看不见’的隐患。因为预制件材料中的化学成分可能会有所不同。而金属材料的化学成分决定了它的硬度和韧性，硬度、韧性的变化则要求切削加工工艺过程不能一成不变。”

　　刀具耐用度决定产量

　　Kipp公司面对这些难点也深有感触：“起初我们是用HSS高速钢铰刀来铰削插销孔的，但铰削效果非常差。”Wolber回忆道。即便使用另一家刀具供应商的VHM整体式硬质合金铰刀铰削的结果也不够理想，在铰削了20-40个孔之后铰刀就不能使用了。Wolber还回忆说道：“铰孔时的排屑也是一大难题。有时会在铰刀刀刃处形成积屑瘤，有时会导致铰刀蹦刃。由于刀具的快速磨损因此我们无法满足始终如一的尺寸精度。”

　　这些困难对于高昂的刀具成本也是雪上加霜：Kipp公司生产制造的弹簧止锁机构有4种，也就是说有4种不同直径的“圆柱形插销”、有四种不同直径的铰削孔，而且产量很大。即便刀具耐用度能够铰削40个零件，每年生产6万弹簧止锁机构也需要使用1500把铰刀。因此，必须找到一种新的铰刀解决方案。

　　钴领公司的销售代表Jürgen Knorr展现出了高度的专业性和解决问题的能力，他面对Wolber提出的问题，迅速与钴领HR 500高性能铰刀销售团队取得联系，并高效地提出了解决方案。Knorr强调，HR 500型铰刀不仅在使用寿命上实现了显著提升，而且在切削速度上也更快，这为客户带来了显著的效益。

　　针对客户订单中涉及的多种材料，包括钢材、不锈钢、特种合金以及高硬度的淬火钢（HRC 63），HR 500高性能铰刀均表现出了卓越的加工能力，成功应用于Kipp公司的弹簧止锁机构制造中。

　　与传统整体式硬质合金铰刀相比，HR 500 VHM硬质合金铰刀的优势主要体现在铰刀的几何设计、刀刃涂层材料及冷却润滑系统三个方面。其独特的刀刃分布设计确保了切削过程的平稳性和加工表面的高质量，而集中供应的冷却润滑液与侧向排屑设计则优化了盲孔加工时的排屑效果。此外，TiAINnanoA涂层技术的应用进一步降低了铰刀的磨损，延长了使用寿命。

　　Kipp公司很快就开始了HR 500高性能整体硬质合金铰刀的切削试验。Wolber笑着说道：“第一次尝试的结果有点不太理想。因为我们习惯于用较低的切削速度进行铰削。”Knorr说：“这不是一个孤立的个案。HR 500能够实现更高的切削速度；这样高的切削速度让许多用户望而却步。因为按照常规的切削加工工艺技术铰削往往都是在较低进给量情况下进行的。”而且这不是没有原因的：过高的铰削速度会导致较差的铰削表面质量、导致铰刀蹦刃甚至机床设备的损毁。而HR 500高性能的整体式硬质合金铰刀则使Kipp公司没有后顾之忧。

　　勇气得到回报

　　通过尝试使用高性能铰刀的勇气得到了回报：“我们不仅能得到出色的铰削尺寸精度而且还能得到很快的铰削加工速度。”Wolber高兴的说道。与竞争对手的铰刀相比，Kipp公司能够用每转0.6mm的进给量、不是用每转0.125mm的进给量铰削出合格的插销孔。在铰刀的使用寿命方面，HR 500也被证明绝对是一个“游戏规则的改变者”。Wolber说：“我们原来使用的铰刀能够铰削20-40个零件。HR 500高性能铰刀能够在不影响尺寸加工精度的情况下完成多达4000个零件的铰削。”通过改用钴领生产制造的高性能铰刀不仅使Kipp公司节约了大量的切削加工工时而且还节约了大笔的刀具成本费用，并且毫不担心铰削孔的尺寸超差。

　　美好的未来合作

　　Kipp公司与钴领公司之间的合作，自引入整体式高性能硬质合金铰刀以来，已经发展到了一个新的高度。这种合作不仅限于HR 500这一型号的铰刀，更扩展到了多种根据Kipp公司具体需求量身定制的专用铰刀。Wolber称赞道：“Knorr总是仔细倾听我们的心声。当我们遇到问题时，他都会迅速赶到现场，为我们提供切实可行的解决方案。”