目前，仍有很多人不重視刀柄的重要性，特別是在粗加工和重載切削加工領(lǐng)域。在此類加工中，金屬去除率是提升效率的重點(diǎn)。借助于特殊熱縮刀柄中的定位銷和刀具柄部的螺旋槽，滿刀銑削難加工材料的鍵槽時(shí)，切深可達(dá)2XD(50mm)或更深。機(jī)床商Heller恒輪通過(guò)一系列應(yīng)用研究證明了HAIMERSafe-Lock™翰默安全鎖系統(tǒng)的效果。

      
  
      粗加工鈦合金：沒有Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)，刀具在滿刀加工ap=2XD的槽時(shí)，被從標(biāo)準(zhǔn)型熱縮刀柄中拔出并折斷。使用帶Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)的HAIMER翰默強(qiáng)力型或者重型熱縮刀柄，可以安全的滿刀加工ap=2XD的槽。
   
      圖片: Heller恒輪 / Haimer翰默
     
      尤其在航空和通用機(jī)械行業(yè)，生產(chǎn)經(jīng)理們?cè)诿鎸?duì)難加工材料時(shí)，必須兼顧經(jīng)濟(jì)效益和工藝安全性。幸運(yùn)的是，有識(shí)之士明白：機(jī)械加工技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)發(fā)展將滿足制造業(yè)不斷提升的要求。Heller恒輪機(jī)床被看作此類創(chuàng)新的靈感之源。這家公司坐落于德國(guó)Nuertingen紐廷根市，是知名的高品質(zhì)機(jī)床廠商，提供4軸和5軸加工中心，CNC銑削和車削中心，CNC凸輪軸和曲軸專機(jī)，以及柔性生產(chǎn)線。客戶認(rèn)可其針對(duì)特殊工藝要求設(shè)計(jì)的各種產(chǎn)品和他們的競(jìng)爭(zhēng)力。 Heller恒輪完全在自己工廠中生產(chǎn)的產(chǎn)品的這兩種品質(zhì)，是依托與客戶供應(yīng)商和各種研究所的合作，以保持其始終處于創(chuàng)新的前沿。
   
      粗加工是一個(gè)很有前途的工序
 
      Werner Kirsten工作于Heller恒輪的技術(shù)研發(fā)部門，負(fù)責(zé)“難加工材料”領(lǐng)域。他解釋道：“我們的服務(wù)包含和客戶及供應(yīng)商一起優(yōu)化金屬加工工藝。為了通過(guò)實(shí)地測(cè)試來(lái)支持這些服務(wù)，我們的技術(shù)中心裝備了各種機(jī)床。”大多的案子要求在不降低工藝安全性的前提下提升生產(chǎn)效率。技術(shù)專家Werner Kirsten補(bǔ)充說(shuō)：“我們經(jīng)常通過(guò)優(yōu)化粗加工工序來(lái)減少精加工工序以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。保證同樣的技術(shù)數(shù)據(jù)，但是減少50%的精加工余量。”總的加工時(shí)間減少至原先的一半，不過(guò)無(wú)論如何，這需要保證在粗加工過(guò)程中的工藝安全性和可控性。
   
      因而，為了實(shí)現(xiàn)提升生產(chǎn)效率的目標(biāo)，工藝鏈上的所有環(huán)節(jié)都必須被考慮到，機(jī)床是最重要的機(jī)加工環(huán)節(jié)。盡管如此，刀具 夾持系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)和別的要素也是成功的基本條件“最。終，工藝鏈中最薄弱的環(huán)節(jié)將是制約成功的瓶頸。”Werner Kirsten強(qiáng)調(diào)道。他認(rèn)為大多數(shù)機(jī)加工車間不重視刀柄，雖然刀柄對(duì)高性能切削是一個(gè)非常顯著的影響因素。“以往幾年中的試驗(yàn)已經(jīng)證明了這個(gè)觀點(diǎn)。”Werner Kirsten解釋道。我們相信刀柄對(duì)機(jī)械加工有著不可思議的影響。例如：強(qiáng)力型熱縮刀柄，加工中的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)接近于支撐點(diǎn)（由于其強(qiáng)壯的外形設(shè)計(jì)）。這將使加工更平順，振動(dòng)和工件表面粗糙度更小，而刀具 機(jī)床 加工參數(shù)和夾具都是相同的，僅僅更換了一個(gè)刀柄。
   
     刀具夾持系統(tǒng)-生產(chǎn)效率的一個(gè)要素
   
     通過(guò)選用合適的刀柄，你可以獲得更高的生產(chǎn)效率和工件表面質(zhì)量，同時(shí)你只需使用普通的標(biāo)準(zhǔn)刀具。Werner Kirsten進(jìn)行了一個(gè)普通4刃外冷銑刀的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，除了普通熱縮刀柄，他還測(cè)試了HAIMERSafe-Lock™翰默強(qiáng)力型帶環(huán)繞冷卻系統(tǒng)的刀柄，環(huán)繞冷卻系統(tǒng)確保了冷卻液被傳輸至刀刃。和使用普通熱縮刀柄加外冷的方案相比，我們能獲得顯著提高的效果。當(dāng)一群來(lái)自航空工業(yè) Dortmund多特蒙德大學(xué)和Hamburg-Harburg漢堡-哈爾堡大學(xué)的代表們參觀Heller恒輪時(shí)，一組特殊的銑削應(yīng)用被用于鈦合金TiAl6V4的加工。
   
     從困難的案例中獲得領(lǐng)悟
   
     機(jī)床是Heller恒輪的4軸H5000，配有齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和能產(chǎn)生最高2.290Nm扭矩的HSK-A100主軸。為了驗(yàn)證加工的潛能，不同的直徑25mm立銑刀被用于在鈦合金板上滿刀銑槽。為了模擬航空工業(yè)中刀柄的使用狀況，這些銑刀被安裝在強(qiáng)力熱縮刀柄中。當(dāng)銑削深度為0.5-1.0XD時(shí)，工藝安全性很好。由于機(jī)床主軸未達(dá)到滿負(fù)荷，參與實(shí)驗(yàn)的專家們同意將銑削深度增加至2.0XD。Werner Kirsten解釋道：“在這些條件下，銑刀會(huì)在加工時(shí)被拔出刀柄，產(chǎn)生一條深達(dá)2.5XD的槽，并銑穿工件。在槽的盡頭，銑刀由于切削阻力太大而最終折斷。”
 
     這些銑削加工專家都同意，刀柄的夾持力是此工序的瓶頸。一旦銑刀受到的軸向切削力或加工中產(chǎn)生的振動(dòng)太大，銑刀就會(huì)被拔出刀柄并向工件方向蠕動(dòng)。有時(shí)，由于切削力增加太多，從而導(dǎo)致銑刀最終折斷和工件徹底報(bào)廢。
   
     試驗(yàn)參與者們集中討論了刀具被拔出的原因和可能的對(duì)策，最后，Werner Kirsten想到了一個(gè)主意，即當(dāng)?shù)侗膴A持力不足以對(duì)抗軸向切削力時(shí)，刀具應(yīng)當(dāng)被推向主軸方向。這是他最終注意到附加在摩擦力夾持系統(tǒng)上的HAIMER Safe-Lock™翰默安全鎖系統(tǒng)的原因。刀柄和刀具柄部都有螺旋線的特征。理論上，即使帶安全鎖系統(tǒng)的銑刀在刀柄中松動(dòng)了它會(huì)被在螺旋線上分布的定位銷拉入刀柄而不是進(jìn)入工件。而這種刀具的蠕動(dòng)可以被長(zhǎng)度調(diào)整螺釘輕易的預(yù)防。
   
     防止刀具被拔出
 
     Werner Kirsten聯(lián)系了歐洲刀具夾持系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者HAIMER 翰默公司，測(cè)試了安全鎖系統(tǒng)，“我們想知道，HAIMER 翰默的這一系統(tǒng)是否能夠在更嚴(yán)酷的實(shí)測(cè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)想。”HAIMER 翰默的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)重復(fù)了上述的測(cè)試，但有下列主要的更改內(nèi)容。 HAIMER Safe-Lock™翰默安全鎖系統(tǒng)被施加在一種類似的硬質(zhì)合金立銑刀上，而且這次測(cè)試將使用更小的主軸接口（HSK63代替了HSK100），剛性更弱的齒輪傳動(dòng)5軸機(jī)床，穩(wěn)定性更差的對(duì)角線式夾具夾持的工件。
 
     結(jié)果是：盡管有這些附加的限制條件，這把銑刀能安全的滿刀銑2.0XD(50mm)深的槽，Werner Kirsten說(shuō)道：“這種方法能間接地證明HAIMER Safe-Lock™翰默安全鎖系統(tǒng)的可行性，而HSK-A100的熱縮刀柄將有更大的潛力，特別是在條件較差的齒輪傳動(dòng)的5軸加工中心上。“隨后這個(gè)鈦合金TiAl6V4實(shí)驗(yàn)又被重復(fù)了幾次，包括在Farnborough范堡羅航展上，由此證明使用Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)能夠?qū)⑩伜辖饾M刀銑槽的極限（1XD=25mm）提升一倍。
 
     Kirsten總結(jié)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果：”對(duì)粗加工而言，這是一種安全的工藝，因此我認(rèn)為HAIMER Safe-Lock™翰默安全鎖系統(tǒng)結(jié)合我們已經(jīng)使用的熱縮技術(shù)是簡(jiǎn)單可行的，特別是夾持其它制造商的標(biāo)準(zhǔn)化銑刀，其工藝安全性是可靠的。“

    很多刀具制造商正在提供帶HAIMER Safe-Lock™翰默安全鎖系統(tǒng)的產(chǎn)品
   
    從這項(xiàng)發(fā)明誕生之日起，HAIMER翰默認(rèn)識(shí)到Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)的不可思議的潛力，這是為什么該公司申請(qǐng)了一系列專利，使那些先進(jìn)的刀具制造商能將此防掉刀系統(tǒng)和他們的刀具整合在一起。最終的目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)更開發(fā)的系統(tǒng)，這將引領(lǐng)他們獲得巨大的成功。家刀具界的領(lǐng)軍制造商已經(jīng)簽署了專利許可協(xié)議，包括Walter瓦爾特, Widia威迪亞, Sandvik Coromant山特維克可樂滿,Seco Tools山高刀具, Sumitomo住友, Kennametal肯納金屬, Helical, Emuge Franken埃莫克 法蘭肯,Data Flute, Niagara, OSG歐士機(jī), SGS Tools 以及最近加入的Mapal瑪帕。
 
    在Haimer翰默公司及其授權(quán)的合作伙伴的努力下，Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)正穩(wěn)步提升市場(chǎng)份額，該系統(tǒng)已經(jīng)成為重載切削和粗加工的新標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)是如此的簡(jiǎn)易廣普，它正在替代傳統(tǒng)的側(cè)固式夾持系統(tǒng)，尤其是客戶使用新的動(dòng)態(tài)擺線銑削加工策略時(shí)。HAIMER翰默公司總裁Andreas Haimer安德烈斯 翰默先生解釋道：“通過(guò)我們的Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)，我們找到了跳動(dòng)精度高并且100%防掉刀的解決方案，該系統(tǒng)已經(jīng)成功的在航空航天業(yè)建立起重載切削和粗加工的標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在越來(lái)越多的公司開始使用動(dòng)態(tài)擺線銑削策略，為了獲得更好的效果，他們開始采用Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)。”
 
     使用擺線銑削策略時(shí)，切削深度和切削速度可以在軟件的支持下提升，生產(chǎn)效率能夠顯著的提高。然而這種高效的加工方式導(dǎo)致刀具和工件的接觸面積加大，以及切削阻力的加大，這些因素將導(dǎo)致刀具被拔出的現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。在Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)出現(xiàn)之前，這個(gè)問(wèn)題是用側(cè)固式刀柄解決的，但是由于側(cè)固式刀柄的自然屬性，客戶必須犧牲加工效率和精度。帶Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)的熱縮刀柄具有和側(cè)固式刀柄一樣的安全性，但是能夠提供更高的跳動(dòng)及動(dòng)平衡精度。正是由于帶Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)的熱縮刀柄具有杰出的動(dòng)平衡和跳動(dòng)精度，通過(guò)應(yīng)用更高的切削速度和延長(zhǎng)刀具的壽命，以及更高的工藝安全性，客戶可以獲得更高的生產(chǎn)效率。
  
    
  
     Werner Kirsten, Heller恒輪的技術(shù)研發(fā)人員: "因此我認(rèn)為HAIMER Safe-Lock™翰默安全鎖系統(tǒng)結(jié)合我們已經(jīng)使用的熱縮技術(shù)是簡(jiǎn)單可行的，特別是夾持其它制造商的標(biāo)準(zhǔn)化銑刀，其工藝安全性是可靠的。
    
    
  
     HAIMER 翰默重型熱縮刀柄（中間）和強(qiáng)力型熱縮刀柄（右邊）及旁邊的標(biāo)準(zhǔn)型熱縮刀柄。右邊的兩種刀柄可以增加Safe-Lock™安全鎖系統(tǒng)。這種組合提供了最佳的跳動(dòng)精度和工藝安全性，并且消除了刀具被拔出的問(wèn)題。
  
    
  
    為了與帶安全鎖系統(tǒng)的刀柄相配合，刀具的柄部要磨出相應(yīng)的螺旋槽。刀柄中沿螺旋線分布的定位銷和刀具柄部的螺旋槽的組合，防止了銑刀在極限的加工中被拔出刀柄。
  
   
  
    具有抗振特性的HAIMER翰默強(qiáng)力型熱縮刀柄也可以增加環(huán)繞冷卻系統(tǒng)。外冷刀具因而可以獲得冷卻液直達(dá)刀刃的效果，因此刀具的壽命和加工的工藝穩(wěn)定性都提高了。

   
  
    現(xiàn)在，很多刀具界的領(lǐng)軍制造商們已經(jīng)簽署了專利許可協(xié)議，包括Walter瓦爾特, Widia威迪亞,Sandvik Coromant山特維克可樂滿, Seco Tools山高刀具, Sumitomo住友, Kennametal肯納金屬,Helical, Emuge Franken埃莫克法蘭肯, Data Flute, Niagara, OSG歐士機(jī), SGS Tools 以及最近加入的Mapal瑪帕，他們都獲得了HAIMER翰默Safe-Lock™ 安全鎖系統(tǒng)的專利許可，這些制造商可以提供他們自己的帶Safe-Lock™ 安全鎖系統(tǒng)的硬質(zhì)合金銑刀。
 
    關(guān)于翰默：
   
    HAIMER是德國(guó)一家中等規(guī)模的家族企業(yè)，建立于1977年,位于巴伐利亞州奧格斯堡附近的伊根豪森。我們?cè)O(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售高精密的創(chuàng)新產(chǎn)品，服務(wù)包括汽車、航空航天、能源、鐵路和一般機(jī)械加工業(yè)的金屬切削。我們除了提供各種規(guī)格接口和長(zhǎng)度的刀柄產(chǎn)品，熱縮機(jī)和動(dòng)平衡機(jī)，以及3D量表，還提供整硬刀具和砂輪軸產(chǎn)品。
   
    HAIMER公司在全球擁有500多名員工，其中350名工作在位于伊根豪森的工廠。這個(gè)工廠擁有最先進(jìn)的高度自動(dòng)化生產(chǎn)線。經(jīng)驗(yàn)豐富高素質(zhì)的員工保證了“HAIMER制造”的高品質(zhì)。
 
    作為積極倡導(dǎo)學(xué)徒制的公司，我們有大約40名學(xué)徒，他們很多會(huì)被正式錄用，這不僅確保翰默在未來(lái)能夠擁有更多高技術(shù)員工，能夠?yàn)樯鐣?huì)培養(yǎng)更多的年輕人，而且能夠確保未來(lái)德國(guó)制造業(yè)的地位。
 
    作為刀具夾持領(lǐng)域歐洲市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，我們擁有每天提供2000只刀柄的生產(chǎn)能力。我們非常重視產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為此我們每年投資產(chǎn)值的8~10%用于研發(fā)工作。我們每天都希望做的更好，這一切都源自我們的經(jīng)營(yíng)理念：以質(zhì)取勝。