瓦爾特：高科技絲錐 - 研發真諦
2015-9-1 來源：數控機床市場網 作者：瓦爾特
新材料的攻絲
瓦爾特“Eco”絲錐是行業的佼佼者，多年來一直保持最佳（jiā）暢銷（xiāo）勢頭。為了應對新材（cái）料的加工挑戰，瓦爾特提供了新一代高科技絲錐“Eco Plus”。通過大量的研發工作，“ECO plus”產品的性能上了一個新的（de）台階。
絲錐的質量（liàng）和加工可靠（kào）性至關（guān）重要，因而在絲錐製（zhì）造廠成功（gōng）確定一道工序後（hòu），決不輕易更改，除非（fēi）有（yǒu）很充分的（de）理由。作為精密刀具專家的（de）瓦爾特公司，肯定了解這一點。因此（cǐ），瓦爾特（tè）專注於質量和持續性：1999年以來，用於盲（máng）孔螺紋（Walter Prototyp Paradur®）和通孔螺（luó）紋（wén）（Walter Prototyp Prototex®）的“Eco”絲錐產品係列已連續（xù）多年（nián）成為刀具細分行業最暢銷產品之一。
＂Eco-nomical＂螺紋切削
盡管我們（men）有大量長期使（shǐ）用的（de）成（chéng）功案例，但（dàn）是在某些時候，即使最暢銷的產品也會開始老（lǎo）化而需要更新。這是因（yīn）為行業要求在不斷變化，包括與使用的（de）材料有關。這些材料越複雜（zá），對加工這些材料的刀具就要求（qiú）越高。汽車業的曲軸和凸輪軸的抗拉強（qiáng）度不斷地增（zēng）加（jiā）。對於日益擴大的能源行業來說，穩定性（xìng）是其核心競爭力（lì）之一。風電（diàn）裝（zhuāng）置的轉子通（tōng）過（guò）成百上千個螺紋連接，旨在能承受（shòu）多年（nián）的最大載荷。對於耐高（gāo）溫材料的應（yīng）用而言，攻絲越來越具有挑戰性。這促使瓦爾特的研發工程（chéng）師研發（fā）出更加（jiā）優秀的產品。通過長時間研發，在“Eco”的基礎上，我們（men）研發出了“Eco Plus”產（chǎn）品。“自15年前上市以來，‘Eco’（現在是‘Eco Plus’）就一直代表‘economic（經濟性）＇，也就是說，最佳的性價比。這是一款優秀的刀具，”瓦爾特（tè）全（quán）球螺紋加工產品管（guǎn）理的負責人Timo Mager說。
螺（luó）紋（wén）產品經理TimoMager（左（zuǒ））、絲錐研發項目經理Jürgen•Birk（右）定期（qī）討論Eco Plus的發展狀況
材料創新帶來的挑戰
對於（yú）這類高（gāo）品質絲錐而言，用戶別無他求，隻關心一件事情——穩定性。攻絲是工（gōng）件（jiàn）的最後加（jiā）工工序之一（yī）。也就是（shì）說，如果刀（dāo）具斷在孔中，那麽通常來（lái）說，引起的損失無法估量。最理想的情況是，斷在孔中的刀具還能侵蝕（shí）處理；最（zuì）壞的情況是，整（zhěng）個（gè）零件報廢。由於存在這類風險，你能夠理解客戶對絲錐的特別關注。即使隻有細微的崩刃（rèn），他們也會快（kuài）速（sù）更換刀具，不管它們（men）還剩下多（duō）長的使用壽命。“由於材（cái）料和加（jiā）工方法的變（biàn）化（huà），即使是Eco產品係列，也開始受（shòu）到影響。人們老是抱（bào）怨絲錐崩刃或者刀具使用壽命的波動性增（zēng）大”，TimoMager根（gēn）據公司以往的經驗表達了自己的意見。“我們無法接受這樣的事實，我們必須趕上現代材（cái）料帶來的日益增長的需（xū）求步伐，研發出新（xīn）刀具。”
韌硬度還是硬（yìng）韌度？
刀具最重（chóng）要的因（yīn）素是（shì）基材有最佳（jiā）平衡的硬韌比。換句話說，保持刀具（jù）壽命與加工可靠性之間的（de）平衡。瓦爾特（tè）Zell am Harmersbach工廠絲錐開發項目經理Jürgen Birk說：“咱（zán）門舉一個可能是最為人知的例子——金剛石，我們知道它是最硬的材料。但是，不能隨（suí）意敲打金剛石，否則，它將變（biàn）得粉碎。為什麽？因為硬度達到極點，表示韌性（xìng）較差。因此，每一位機械加工人員的夢想是（shì）總所周知的‘橡膠金剛（gāng）石’。我們（men）還沒有為Eco Plus絲錐開發出類似的新基（jī）體材料，但我（wǒ）們正在努力。”得益於（yú）一種特殊的熱處理工（gōng）藝（需要在相應溫度下進行特殊的調質處（chù）理以及專門優化的後處理過程），瓦（wǎ）爾特工程師已經研發出了足夠（gòu）硬而且韌性大的粉末冶金高速鋼基體材料。
這（zhè）聽起來簡單，但（dàn）實際上是一個非（fēi）常漫長（zhǎng）的過程，正如產（chǎn）品經理TimoMager所說：我們花了大量的（de）時間（jiān）研發，才最（zuì）終明白韌硬比是絲錐崩刃增（zēng）加的根本原因。最（zuì）初，我們嚐（cháng）試了不同的磨削工（gōng）藝和塗層。後來，我們集中全部的注意力在熱處理工藝的參數上。這是把握正確方向的關鍵步驟。”
正在使用的（de）瓦爾特PrototypParadur®內冷Eco Plus絲錐（zhuī）
螺紋硬度測（cè）試（shì）
正如其他公司一樣，瓦爾特研發人員也不願意透露研發（fā）細節，但是，項目（mù）經理Jürgen Birk還是透露了一些蛛絲（sī）馬跡。Zell有十多台先進機床投（tóu）入研發（fā）工作。但是，這些十（shí）分引（yǐn）入注（zhù）目的機械不是用於生產，而是專門用（yòng）於標況下測試（shì）。鑽頭、銑刀和絲錐都重複同樣的動作，他們全部由計（jì）算（suàn）機（jī）自動控製。研發負責人一直坐鎮相關（guān）測（cè）試機床。他監測工藝過程，評估（gū）刀具性能（néng），而且（qiě）在發生故（gù）障時，馬上采取相應措施。“每次試（shì）驗開始時，我們都要抽調經驗豐富的主要技術骨幹加入（rù）試驗，”Birk說。“我們設計（jì）出3～5種基體，並製作（zuò）了試驗刀具。我們總是在（zài）同一台機床（chuáng）上生產試驗刀具，以減（jiǎn）少加工製（zhì）造的影（yǐng）響。”然後開始實（shí）際（jì）試驗：刀（dāo）具在標準化材料上攻螺紋，直至刀具使用壽命（mìng）結束。這涉（shè）及到數千個螺紋孔，需要（yào）花一周的時間。我們進行了一係列試驗，涉及到采用（yòng）5種不同熱處理工藝生產（chǎn）的三個規格的（de）刀具，試驗持續（xù）時間長達約15周。盡管過程（chéng）費時，但非常（cháng）值得。
客戶現場試驗
試驗階段取得較好效果隻是成（chéng）功的開端（duān），更重要的是用戶現場應用。刀具性能（néng）隻能通過在實際（jì）生產工況下的實踐才能（néng）證明。為（wéi）了確定刀具適合實際用途，瓦爾特共安排了47次現場試驗。研發團隊對（duì）試驗（yàn）結果相當滿意：取得積極成果。換（huàn）句話說：通過實踐（jiàn）證（zhèng）明，與所試驗的其他同類刀具相比，Eco Plus絲錐壽（shòu）命更長，崩刃更少。6次現場試驗得出了中性（xìng）結果。他們（men）達到的性能水平與其他同類刀具一（yī）樣。實地試驗中（zhōng），沒有得出負麵結果。
瓦爾特在一家高精密傳動技術公（gōng）司的製造廠進行（háng）了一次實地試驗。該公司生產齒（chǐ）輪箱、行星齒輪、伺服驅動器（qì）和（hé）專用驅動器等零件。試驗中，選擇了由（yóu）不鏽鋼製成的鎖緊圈作為試驗工件。試驗采用了一台鬆浦（Matsuura）加（jiā）工中心攻盲孔螺紋，螺紋直徑為M6，螺紋深度（dù）為（wéi）16毫米。在線（xiàn）速度為5米/分時，內冷（lěng）Paradur® Eco Plus 的使用壽命為1071個螺紋孔。其他同類刀具的使用壽命（mìng）僅有720個螺紋孔，而且與瓦爾特絲錐相比，他們的切削參數降（jiàng）低到3米/分。因此，Paradur® Eco Plus性能（néng）優勢為（wéi）48％。
瓦爾（ěr）特PrototypParadur® Eco Plus絲錐
螺紋好，一切皆好
在一家（jiā）高精密傳動技術公司的製造（zào）廠進行了（le）一次實地試驗；結論：經過實踐證明，與同類產品相比，瓦爾特PrototypParadur® Eco Plus絲錐的性能優勢為48％。
試驗（yàn）所取得（dé）的（de）成（chéng）功是瓦爾特研發人員的（de）智（zhì）慧結（jié）晶（jīng）：“Eco Plus產品係列的新韌硬比和優化的表麵組（zǔ）織（zhī）結構完全適合（hé）所有複雜螺紋加工，”Birk說。“它不僅適合那些（xiē）視可靠性（xìng）為第一要（yào）務的客戶，而且還（hái）適合整個金（jīn）加工行業的用戶安全的加工（gōng）螺紋孔。Eco Plus代表了加工可靠性高，生產效率高。”Eco Plus產品係（xì）列可用於多種（zhǒng）應用——不僅用於通用機械行業，也用（yòng）於航空工業、汽車工業和能源行（háng）業。瓦爾特的這款絲錐幾乎可用於所有材料：純鈦、短屑和長屑鋁合金、球墨鑄鐵和可鍛（duàn）鑄鐵、350～1100 N/mm2的不鏽鋼以及350～1400 N/mm2的鋼材。它的確是一款萬能通（tōng）用刀具，可提（tí）高加工過程的經濟性，減少絲錐（zhuī）的種類。為了滿足客戶需要，讓更多的客戶從中受益（yì），該絲錐產品係列在不斷擴大，我們在2014年推出了加工UNC和UNF螺紋（wén）的產品。那麽（me），現在還會出現絲錐崩刃嗎？“這已經不是問題了（le），”TimoMager說：“2014年（nián）初，我們進行了分析，沒有接（jiē）到任何相關的（de）投訴。”
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