圖1：直到使用了powRgrip® 刀柄系統(tǒng)后，才可能成功的運(yùn)行新的加工工藝,并減少42%的加工時(shí)間
刀具夾持系統(tǒng)成為切削難加工材料的總體策略
一些創(chuàng)新的但難加工的材料，如鈦合金，已經(jīng)被越來(lái)越多的應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。要以一種經(jīng)濟(jì)有效的方式來(lái)加工, 并達(dá)到所要求的質(zhì)量，那么整個(gè)生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)必須要正確。由于瑞士REGO-FIX公司的powRgrip®高性能刀具夾持系統(tǒng)，配合航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商MTU公司的最優(yōu)化的銑削方案，使鈦金屬葉盤零件的生產(chǎn)效率顯著地提高。與先前的加工方式對(duì)比，該公司成功的將加工時(shí)間縮短了42%，而刀具成本更是被節(jié)約了76%。
汽車制造業(yè), 和特別是航空航天業(yè), 需要使用各種高技術(shù)材料如碳纖復(fù)合材料和鈦合金等，以此來(lái)提供比以往更輕的產(chǎn)品, 節(jié)省更多的燃料?，F(xiàn)有的如波音787、空客A350和空客A380客機(jī)表明，鈦合金, 特別是由塑料和碳纖維制成的復(fù)合材料, 再與鈦金屬薄板經(jīng)“烘烤”而成的復(fù)合材料，正在替代鋁合金成為制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的常用的材料。
但這就有了個(gè)難題: 韌性好,彈性足并且耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn), 使得這種輕型鈦合金非常難加工. 整個(gè)加工工藝要求從機(jī)床到刀具的所有環(huán)節(jié)都要高抗熱和承受高的機(jī)械負(fù)荷.
圖2：REGO-FIX公司的powRgrip® 刀柄系統(tǒng)在葉盤制造過(guò)程中證明了它的價(jià)值。任何一個(gè)做過(guò)測(cè)試比較的刀柄系統(tǒng)，都無(wú)法提供給TU公司足夠滿意的效果
對(duì)整個(gè)加工鏈進(jìn)行研究
Martin Brönnimann，REGOFIX公司產(chǎn)品研發(fā)部總監(jiān)：“所有至關(guān)重要的工藝參數(shù)的完美組合，是構(gòu)成最佳工藝的基礎(chǔ)。因此，極有必要對(duì)機(jī)床、工件夾具、工件、刀具夾持系統(tǒng)及加工工藝進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)。
對(duì)于刀柄系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，Brönnimann在賽車運(yùn)動(dòng)中看到了兩者的共通點(diǎn)：“如果選用不夠結(jié)實(shí)的車輪進(jìn)行比賽，沒有哪個(gè)賽車手可以在賽道上得到動(dòng)力，還要犧牲彎道的控制力, 結(jié)果是賽車手永遠(yuǎn)登不上他夢(mèng)想中的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。每一個(gè)細(xì)節(jié)都極其重要，扮演著不可或缺的角色。”
德國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司MTU公司，通過(guò)對(duì)切削工藝的整體分析后，成功的找出了加工新型鈦合金葉盤的方法。在這個(gè)整體的葉盤設(shè)計(jì)中，渦輪盤和葉片（渦輪盤+葉片=葉盤）組合成了一個(gè)整體零件，消除了葉根和榫槽。
圖3：來(lái)自德國(guó)慕尼黑的 MTU航空引擎公司的Götz Lebküchner先生說(shuō)：“在加工這些薄壁鈦合金葉片時(shí)，刀具絕對(duì)不能有任何振動(dòng)，否則完全不可能安全的使用新的加工工藝。只有這種高科技刀柄才能幫得上忙。”
為了以最優(yōu)化的成本, 來(lái)生產(chǎn)出這種高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜零件，MTU公司的專家開始檢測(cè)銑削加工工藝和刀具夾持系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的加工方式相比，擺動(dòng)軌跡的銑削方法加上旋轉(zhuǎn)葉片, 無(wú)論是粗加工還是精加工, 都能明顯節(jié)約高要求的插銑加工和葉片的清根粗加工時(shí)間。
Götz Lebküchner，MTU公司的材料和工藝工程師：“在加工這些薄壁鈦合金葉片時(shí)，刀具絕對(duì)不能有絲毫振動(dòng). 否則完全不可能安全的使用新的加工工藝。發(fā)現(xiàn)只有這種高科技powR g r i p® 刀柄才能幫得上忙。”
圖4： 創(chuàng)新的銑削加工工藝與powRgrip® 刀柄系統(tǒng)相配合，比傳統(tǒng)的加工方式節(jié)省76％的刀具成本
因此，這家航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商聯(lián)系到了刀具夾持系統(tǒng)專家REGOFI X公司尋求幫助。而他們提供的powRgrip® 刀具夾持系統(tǒng)正是MTU需要的解決方案.powRgrip® 刀具系統(tǒng)的刀具-筒夾，筒夾-刀柄之間特殊的作用面能夠起到極佳的減振效果。夾持力超過(guò)1000Nm，即使在加工難加工材料時(shí)，powRgr ip® 系統(tǒng)仍能保證刀具被安全的夾持在固定位置上。Martin Brönnimann：“歸根結(jié)底，powRgr ip® 刀具夾持系統(tǒng)是牢固夾持和高精度夾持的理想組合。”100%精密動(dòng)平衡的powRgrip®
刀柄同樣也有助于減振和高精度的旋轉(zhuǎn)。powRgr ip® 刀柄的細(xì)長(zhǎng)型的外型設(shè)計(jì)可以較容易地加工復(fù)雜工件.另外, 這個(gè)刀柄系統(tǒng)還可以使用內(nèi)冷刀具或者集中冷卻(切削液通過(guò)刀桿外圍)。所有的powRgrip® 組件都有非常長(zhǎng)的設(shè)計(jì)使用壽命。Martin Brönnimann 說(shuō)：“即使在加工鈦合金時(shí)，powR g r ip® 刀柄系統(tǒng)也能保持常溫。這一創(chuàng)新的刀具夾持系統(tǒng)保證了在3×D長(zhǎng)度上徑向跳動(dòng)誤差小于3μm。”
圖5：加工時(shí)間減少了42％
成功是顯而易見的，加工時(shí)間縮減了42%，刀具成本減少了76%。Götz Lebküchner：“與創(chuàng)新的銑削工藝配合，powRgr ip® 刀柄夾持系統(tǒng)為葉盤零件的成功制造, 起到了決定性的作用。”
通過(guò)檢查整個(gè)加工工藝中的每個(gè)組成部分來(lái)優(yōu)化加工工藝的方法，在MTU公司的案例中顯示出了它的價(jià)值。Martin Brönnimann：“不過(guò)，許多使用者在開始優(yōu)化加工工藝時(shí)，往往先考慮到消耗品(刀具), 而消耗品通常在整個(gè)加工工藝中，只有1%的節(jié)約潛力。不幸的是, 刀柄, 作為連接CNC機(jī)床和切削刀具之間的重要的界面，卻很少成為大家關(guān)注的中心。MTU公司的案例令人印象深刻,而事實(shí)也完全證明了通過(guò)使用正確的刀柄系統(tǒng)，可以極大的提高效率，同時(shí)大幅度的降低成本。”■
圖6： Martin Brönnimann，REGOFI X公司產(chǎn)品研發(fā)部總監(jiān)：“加工環(huán)節(jié)上的每一個(gè)細(xì)節(jié)都極其重要，扮演著不可或缺的角色。打個(gè)比方，在汽車速度賽中，如果配套的車輪不夠結(jié)實(shí)，賽車選手是不可能贏得比賽的。因?yàn)檫@將直接影響賽車手在賽道上的出色發(fā)揮。正確選用刀柄夾持系統(tǒng)的重要性如出一轍。”
