新材料的攻絲

寂靜天花板

絲錐的質(zhì)量和加工可靠性至關(guān)重要,，因而在絲錐制造廠成功確定一道工序后,，決不輕易更改,，除非有很充分的理由,。作為精密刀具專家的瓦爾特公司,，很了解這一 點(diǎn),。因此,，瓦爾特專注于質(zhì)量和持續(xù)性,，1999 年以來(lái)，用于盲孔螺紋（Walter Prototyp Paradur®）和通孔螺紋（Walter Prototyp Prototex®）的“Eco”絲錐產(chǎn)品系列,，已連續(xù)多年成為刀具細(xì)分行業(yè)最暢銷產(chǎn)品之一,。 絲錐的質(zhì)量和加工可靠性至關(guān)重要，因而在絲錐制造廠成功確定一道工序后,，決不輕易更改,，除非有很充分的理由。作為精密刀具專家的瓦爾特公司,，很了解這一點(diǎn),。因此，瓦爾特專注于質(zhì)量和持續(xù)性,，1999 年以來(lái),，用于盲孔螺紋（Walter Prototyp Paradur®）和通孔螺紋（Walter Prototyp Prototex®）的“Eco”絲錐產(chǎn)品系列，已連續(xù)多年成為刀具細(xì)分行業(yè)最暢銷產(chǎn)品之一,。
螺紋產(chǎn)品經(jīng)理TimoMager（左）與絲錐研發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理Jürgen•Birk 定期討論Eco Plus 的發(fā)展?fàn)顩r,。
盡管有大量長(zhǎng)期使用的成功案例，但是在某些時(shí)候,，即使最暢銷的產(chǎn)品也會(huì)開始老化而需要更新,。
因?yàn)樾袠I(yè)要求在不斷變化，包括與使用的材料有關(guān),。這些材料越復(fù)雜,，對(duì)加工這些材料的刀具就要求越高。汽車業(yè)的曲軸和凸輪軸的抗拉強(qiáng)度不斷地增加,。對(duì)于日益擴(kuò)大的能源行業(yè)來(lái)說,，穩(wěn)定性是其核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。風(fēng)電裝置的轉(zhuǎn)子通過成百上千個(gè)螺紋連接,，旨在能承受多年的最大載荷,。對(duì)于耐高溫材料的應(yīng)用而言，攻絲越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性,。
通過長(zhǎng)時(shí)間研發(fā),，在“Eco”的基礎(chǔ)上,，瓦爾特研發(fā)出了“Eco Plus”產(chǎn)品�,！白�15 年前上市以來(lái),，‘Eco’（現(xiàn)在是‘Eco Plus’）就一直代表‘economic（經(jīng)濟(jì)性），也就是說,，最佳的性價(jià)比,，這是一款優(yōu)秀的刀具�,！蓖郀柼厝�球螺紋加工產(chǎn)品管理的負(fù)責(zé)人Timo Mager 說,。
2 s4 w$ L2 `# V材料創(chuàng)新帶來(lái)的挑戰(zhàn)
/ [1 H6 K; Q. W7 @( s( h" o% f. y7 h對(duì)于這類高品質(zhì)絲錐而言，用戶別無(wú)他求,，只關(guān)心一件事情——穩(wěn)定性,。攻絲是工件的最后加工工序之一。也就是說,，如果刀具斷在孔中,，那么通常來(lái)說，引起的損失無(wú)法估量,。最理想的情況是,，斷在孔中的刀具還能侵蝕處理；最壞的情況是,，整個(gè)零件報(bào)廢,。由于存在這類風(fēng)險(xiǎn)，你能夠理解客戶對(duì)絲錐的特別關(guān)注,。即使只有細(xì)微的崩刃,，他們也會(huì)快速更換刀具，不管它們還剩下多長(zhǎng)的使用壽命,。
: {0 ^4 S# Y4 v瓦爾特PrototypParadur® Eco Plus 絲錐
“由于材料和加工方法的變化，即使是Eco 產(chǎn)品系列,，也開始受到影響,。人們老是抱怨絲錐崩刃或者刀具使用壽命的波動(dòng)性增大”，Timo Mager 說：“我們無(wú)法接受這樣的事,，我們必須趕上現(xiàn)代材料帶來(lái)的日益增長(zhǎng)的需求步伐,，研發(fā)出新刀具�,！�
韌硬度還是硬韌度,？
7 H- {( w2 O  _4 M* J刀具最重要的因素是基材有最佳平衡的硬韌比。換句話說,，保持刀具壽命與加工可靠性之間的平衡,。瓦爾特Zell am Harmersbach 工廠絲錐開發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理Jürgen Birk 說：“舉一個(gè)廣為人知的例子——金剛石,，我們知道它是最硬的材料。但我們不能隨意敲打金剛石,，否則它將變得粉碎,。為什么呢？因?yàn)橛捕冗_(dá)到極點(diǎn),，韌性就比較差,。所以，每一位機(jī)械加工人員的夢(mèng)想就是‘橡膠金剛石’,。我們還沒有為Eco Plus 絲錐開發(fā)出類似的新基體材料,，但我們正在努力�,！�
得益于一種特殊的熱處理工藝（需要在相應(yīng)溫度下進(jìn)行特殊的調(diào)質(zhì)處理以及專門優(yōu)化的后處理過程）,，瓦爾特工程師已經(jīng)研發(fā)出了足夠硬而且韌性大的粉末冶金高速鋼基體材料。
這聽起來(lái)簡(jiǎn)單,，但實(shí)際上是一個(gè)非常漫長(zhǎng)的過程,，正如產(chǎn)品經(jīng)理Timo Mager 所說：“我們花了大量的時(shí)間研發(fā)，才最終明白韌硬比是絲錐崩刃增加的根本原因,。最初,，我們嘗試了不同的磨削工藝和涂層。后來(lái),，我們集中全部的注意力在熱處理工藝的參數(shù)上,。這是把握正確方向的關(guān)鍵步驟�,！�
! Q6 K! @# i  H$ t1 Z# f! X9 ]( u螺紋硬度測(cè)試
. V5 y) k) J! R& Y瓦爾特研發(fā)人員不愿意透露研發(fā)細(xì)節(jié),，但是，項(xiàng)目經(jīng)理Jürgen Birk 還是透露了一些蛛絲馬跡,。Zell 有十多臺(tái)先進(jìn)機(jī)床投入研發(fā)工作,。但是，這些十分引入注目的機(jī)械不是用于生產(chǎn),，而是專門用于標(biāo)況下測(cè)試,。鉆頭、銑刀和絲錐都重復(fù)同樣的動(dòng)作,，他們?nèi)�部由�?jì)算機(jī)自動(dòng)控制,。研發(fā)負(fù)責(zé)人一直坐鎮(zhèn)相關(guān)測(cè)試機(jī)床。他監(jiān)測(cè)工藝過程,，評(píng)估刀具性能,，而且在發(fā)生故障時(shí)，馬上采取相應(yīng)措施,。
“每次試驗(yàn)開始時(shí),，我們都要抽調(diào)經(jīng)驗(yàn)豐富的主要技術(shù)骨干加入試驗(yàn),，”Birk 說�,！拔覀�?cè)O(shè)計(jì)出3 ～ 5 種基體,，并制作了試驗(yàn)刀具。我們總是在同一臺(tái)機(jī)床上生產(chǎn)試驗(yàn)刀具,，以減少加工制造的影響,。然后開始實(shí)際試驗(yàn)：刀具在標(biāo)準(zhǔn)化材料上攻螺紋，直至刀具使用壽命結(jié)束,。這涉及到數(shù)千個(gè)螺紋孔,，需要花一周的時(shí)間。我們進(jìn)行了一系列試驗(yàn),，涉及到采用5 種不同熱處理工藝生產(chǎn)的三個(gè)規(guī)格的刀具,，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)約15 周。盡管過程費(fèi)時(shí),，但非常值得,。”
4 R9 ?. Y; B5 Y8 c$ |4 R! |. ~) c0 ?客戶現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
試驗(yàn)階段取得較好效果只是成功的開端,，更重要的是用戶現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,。刀具性能只能通過在實(shí)際生產(chǎn)工況下的實(shí)踐才能證明。為了確定刀具適合實(shí)際用途,，瓦爾特共安排了47 次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),，并取得了積極成果，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)滿意,。換句話說,，通過實(shí)踐證明，與所試驗(yàn)的其他同類刀具相比,，Eco Plus 絲錐壽命更長(zhǎng),，崩刃更少。6 次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出了中性結(jié)果,，他們達(dá)到的性能水平與其他同類刀具一樣,。實(shí)地試驗(yàn)中，沒有得出負(fù)面結(jié)果,。
瓦爾特在一家高精密傳動(dòng)技術(shù)公司的制造廠進(jìn)行了一次實(shí)地試驗(yàn)。該公司生產(chǎn)齒輪箱,、行星齒輪,、伺服驅(qū)動(dòng)器和專用驅(qū)動(dòng)器等零件。試驗(yàn)中,，選擇了由不銹鋼制成的鎖緊圈作為試驗(yàn)工件,。試驗(yàn)采用了一臺(tái)松浦（Matsuura）加工中心攻盲孔螺紋,，螺紋直徑為M6，螺紋深度為16 毫米,。在線速度為5 米/ 分時(shí),，內(nèi)冷Paradur® Eco Plus 的使用壽命為1071 個(gè)螺紋孔。其他同類刀具的使用壽命僅有720 個(gè)螺紋孔,，而且與瓦爾特絲錐相比,，他們的切削參數(shù)降低到3 米/ 分。因此,，Paradur® Eco Plus 性能優(yōu)勢(shì)為48％,。
螺紋好，一切皆好
試驗(yàn)所取得的成功是瓦爾特研發(fā)人員的智慧結(jié)晶：“Eco Plus 產(chǎn)品系列的新韌硬比和優(yōu)化的表面組織結(jié)構(gòu)完全適合所有復(fù)雜螺紋加工,，”Birk說：“它不僅適合那些視可靠性為第一要?jiǎng)?wù)的客戶,，而且還適合整個(gè)金加工行業(yè)的用戶安全的加工螺紋孔。Eco Plus 代表了加工可靠性高,，生產(chǎn)效率高,。”
在一家高精密傳動(dòng)技術(shù)公司的制造廠進(jìn)行了一次實(shí)地試驗(yàn),；結(jié)論：經(jīng)過實(shí)踐證明,，與同類產(chǎn)品相比，瓦爾特PrototypParadur® Eco Plus 絲錐的性能優(yōu)勢(shì)為48％,。
Eco Plus 產(chǎn)品系列可用于多種應(yīng)用——不僅用于通用機(jī)械行業(yè),，也用于航空工業(yè)、汽車工業(yè)和能源行業(yè),。這款絲錐幾乎可用于所有材料：純鈦,、短屑和長(zhǎng)屑鋁合金、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵,、350 ～ 1100 N/mm2 的不銹鋼以及350 ～ 1400N/mm2 的鋼材,。它的確是一款萬(wàn)能通用刀具，可提高加工過程的經(jīng)濟(jì)性,，減少絲錐的種類,。為了滿足客戶需要，讓更多的客戶從中受益,，該絲錐產(chǎn)品系列在不斷擴(kuò)大,，他們?cè)?014 年推出了加工UNC 和UNF 螺紋的產(chǎn)品。那么,，現(xiàn)在還會(huì)出現(xiàn)絲錐崩刃嗎,？“這已經(jīng)不是問題了，”TimoMager 說：“2014 年初，我們沒有接到任何相關(guān)投訴,�,！�

未來(lái)第一站

記得13-14年的時(shí)候要選一批精密刀具，瓦爾特來(lái)人了,，報(bào)完價(jià)讓領(lǐng)導(dǎo)看,，領(lǐng)導(dǎo)看完就再?zèng)]有然后了。