最近推出的一些切削刀具概念使醫(yī)療行業(yè)的小零件加工更為高效，并且大幅提升了生產(chǎn)效率。尤其是用于小零件加工的縱切機(jī)床得到進(jìn)一步發(fā)展，也帶動(dòng)了切削刀具不斷推陳出新，由此便可提供最大化機(jī)床利用率所需的高性能。某些切削刀具領(lǐng)域已提升到新的性能水平 – 螺紋旋風(fēng)銑和采用高壓冷卻(HPC)功能的車削就是兩個(gè)突出的例子。
改進(jìn)成熟的加工方法
隨著制造業(yè)的競爭壓力越來越大，大批量生產(chǎn)高性能金屬材料的細(xì)長螺釘(如接骨螺釘)也呈增加之勢。醫(yī)療行業(yè)的供應(yīng)商通常會(huì)面臨這種情況，其中諸如此類產(chǎn)品的加工量在日益增加，螺紋旋風(fēng)銑是成熟的加工方法。該工序的固有穩(wěn)定性使其非常適合于大批量生產(chǎn)和加工要求苛刻的金屬。旋風(fēng)銑時(shí)可采用更為堅(jiān)固的切削刃，這樣就為推出耐磨性更高的新刀具材料提供了更多可能性。
其益處是刀具使用壽命的延長，這意味著生產(chǎn)中的機(jī)床停機(jī)時(shí)間的縮短。另外，切削刃的刃線韌性得到改善，使切削刃更加鋒利，切削時(shí)也更安全。在其他加工領(lǐng)域合理利用這些技術(shù)進(jìn)步，并開發(fā)出適合小零件旋風(fēng)銑的特殊可轉(zhuǎn)位刀片和刀具，由此而鞏固制造醫(yī)療零件的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
刀片技術(shù)的不斷發(fā)展為改進(jìn)切削刃提供了更大空間，以充分利用螺紋旋風(fēng)銑加工方法的諸多好處。例如，采用涂層硬質(zhì)合金刀片可獲得更長且更易預(yù)測的刀具壽命，并且能夠應(yīng)用更高的切削速度。這就導(dǎo)致了更高的零件產(chǎn)出，并使公差和表面光潔度保持一致。新刀片材質(zhì)(比如具有PVD/TiAlN涂層的材質(zhì))具有獨(dú)特的薄涂層，與刀片基體的附著力極佳。這種材質(zhì)非常適合于加工螺紋旋風(fēng)銑所用的各種工件材料(比如接骨螺釘所采用的金屬材料)。
螺紋旋風(fēng)銑時(shí)，操作安全性和刀具夾持對于確保更高的加工性能也同樣至關(guān)重要。刀具精度決定了刀片定位、刀片磨制的質(zhì)量以及每次正確定位刀片時(shí)的便利性和可靠性。新開發(fā)的用于螺紋旋風(fēng)銑刀具的刀片夾緊概念改進(jìn)了切削刃的定位精度和加工安全性，并且使在機(jī)床上換刀變得更輕松快捷。平穩(wěn)的切向切削作用可以確保在整個(gè)加工過程中所要求的高精度和表面光潔度。
目前，螺紋旋風(fēng)銑刀具應(yīng)包括專門開發(fā)的精磨刀片和半成品，并且應(yīng)兼容于大多數(shù)類型和構(gòu)造的滑動(dòng)刀架主軸。盡管大批量生產(chǎn)擁有完善的工藝流程，但滿足更高的生產(chǎn)及新零件需求還需要新的加工技術(shù)，如螺紋旋風(fēng)銑中更先進(jìn)的刀具環(huán)概念。
在采用螺紋旋風(fēng)銑制造接骨螺釘?shù)囊粋€(gè)例子中，每年大約有50萬的產(chǎn)量，并且小批量會(huì)根據(jù)具體情況而變化。在安裝先進(jìn)的可轉(zhuǎn)位刀片刀具后，不僅降低了加工成本，而且大大提升了制造競爭力。這種新刀具意味著刀具壽命延長了9倍，在切削刃需要更換之前(此時(shí)零件尺寸即將超出公差)能夠加工出更多的零件。除了消除所有的機(jī)床停機(jī)時(shí)間之外，由于刀具維護(hù)更簡單，也大大節(jié)省了刀具室管理時(shí)間。
先進(jìn)的冷卻液應(yīng)用令問題迎刃而解
現(xiàn)在，縱切機(jī)床帶冷卻液供應(yīng)能夠?yàn)楦倪M(jìn)小零件加工提供新的可能性。采用高壓冷卻系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削區(qū)冷卻液流具有諸多加工優(yōu)勢。引入這種輔助切削手段不必需要復(fù)雜精細(xì)的裝置，因?yàn)榭刹捎脴?biāo)準(zhǔn)刀具，并且采用內(nèi)冷是很普遍的做法。高壓冷卻加工經(jīng)過一段時(shí)間持續(xù)不斷的研發(fā)，才形成了今天高水準(zhǔn)的加工概念。在加工切屑控制要求嚴(yán)格的材料時(shí)(如超合金和低碳鋼)，這種方案的最大優(yōu)勢在于改進(jìn)了加工性能和排屑。
目前在進(jìn)行小零件加工時(shí)可應(yīng)用新的加工概念，將高壓冷卻液直接準(zhǔn)確地噴射到切削區(qū)。此類解決方案兼具精確定向的冷卻液噴射和刀柄夾緊簡單安全的特點(diǎn)。這為更高效地加工要求苛刻的材料開辟了一個(gè)全新的視角，尤其是在縱切機(jī)床上，成組的小刀具位于非常狹窄的空間內(nèi)，換刀和裝夾難度大，也非常耗時(shí)。而在具備刀具定位與鎖定功能以及配有冷卻液連接器的機(jī)床上，采用新的刀具夾持系統(tǒng)可以同時(shí)改善加工和換刀能力。
具有高壓冷卻(HPC)功能的車削刀具通常有三個(gè)噴嘴，能夠精確地將冷卻液射流輸送到刀片上恰當(dāng)?shù)奈恢谩＠鋮s液會(huì)影響切削區(qū)所產(chǎn)生熱量的分布情況、刀具磨損量、切屑的實(shí)際成形方式以及附著在切削刃上的工件材料的粘結(jié)程度。冷卻液噴射通過在切屑與刀片前刀面之間形成的所謂的“液壓楔”，便可有效地縮短了刀屑接觸長度。現(xiàn)已證實(shí)，此舉對刀具壽命和切屑形成都有很大影響。在機(jī)床中實(shí)現(xiàn)良好的切屑控制有助于確保安全的無人值守生產(chǎn)以及機(jī)加工零件的公差和表面光潔度水平，并由此而提高生產(chǎn)效率。
在適合小零件加工的機(jī)床上，應(yīng)用高壓冷卻系統(tǒng)非常容易，并且能夠快速簡單地實(shí)現(xiàn)換刀。僅需一顆螺釘和一個(gè)用于將刀柄固定在刀具座中的彈簧壓緊楔塊，即可通過夾緊和松開刀柄實(shí)現(xiàn)上述操作。在安裝刀柄和更換時(shí)，可實(shí)現(xiàn)既精確又安全的切削刃定位。再結(jié)合刀柄中有內(nèi)冷以及刀柄與刀座之間簡單、安全的冷卻液接頭，由此使無故障切削難以加工的長切屑材料成為加工醫(yī)療行業(yè)小零件時(shí)能夠普遍采用的切削方法。
僅需擰松QS-HP 快換型刀柄上的單個(gè)螺釘便可進(jìn)行換刀，這通常可以使換刀時(shí)間縮短2/3以上 – 從3分鐘縮短至1分鐘。夾緊楔塊可確保抽出刀具安全快捷，并降低夾持期間刀具掉落的風(fēng)險(xiǎn)。一旦將刀具安裝到機(jī)床上，切削刃位置便會(huì)通過短刀柄與擋塊之間的接觸自動(dòng)調(diào)整。在執(zhí)行正車和反車工序時(shí)，安全的切削刃位置通常可使刀具移動(dòng)平均減少30%，由此達(dá)到改善精度的目的。
圖1
切削刀具的最新發(fā)展使CoroMIll 325螺紋旋風(fēng)銑刀具成為一種更有利的螺紋成形方法。采用螺紋旋風(fēng)銑加工螺紋高效安全，并且精度高。新刀具概念和可轉(zhuǎn)位刀片對加工諸如接骨螺釘一類的小零件具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。
圖2
采用高精度冷卻液噴射的車削在各種加工應(yīng)用方面已取得了長足的發(fā)展。該技術(shù)現(xiàn)在不僅僅被視為解決問題的利器，而且也是真正優(yōu)化醫(yī)療行業(yè)大量零件性能的一種手段。車削小零件時(shí)，CoroTurn QS-HP能夠應(yīng)用高壓冷卻功能，并且可實(shí)現(xiàn)快速安全的換刀。
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