關注刀具非標定制新思路
2023-8-1 來源：伊斯卡 作者：技術經(jīng)理 Andrei Petrilin
標準刀具vs非標刀具
當為特定加工應用選擇合適的切削刀具時，很難確定使用標準刀具還是非標刀具更為可取。選擇最合適的刀具取決于各種因素，例如商務條件、制造工藝、生產(chǎn)類型，有時還包括個人偏好。
由專業(yè)刀具制造商生產(chǎn)的標準切削刀具都有很高的通用性，適用于加工各種不同形狀的零件。此外，在切削各種工程材料零件時，標準刀具也表現(xiàn)出優(yōu)異的加工性能。為了確保零件的生產(chǎn)加工，及時交付切削刀具至關重要。這就是為什么標準刀具是機加工企業(yè)刀具庫存管理的基礎。
而非標切削刀具用于一些零件的特定加工應用，比如刀具由特定材料制成，非標設計的刀具外形尺寸和精度，或機床上裝有特定工裝夾具。這種非標刀具解決方案旨在實現(xiàn)最佳的性能和加工結果。然而，這種解決方案有一個缺點，就是它限制了刀具的通用性，使其難以適應不同的加工應用。因此，非標刀具主要用于大批量零件加工生產(chǎn)，諸如在汽車行業(yè)等。
非標刀具的交貨時間
非標刀具的設計和生產(chǎn)并不簡單，需要與客戶的溝通協(xié)調(diào)，刀具方案的確認，加工工藝的流程和節(jié)拍、零件精度和加工成本、產(chǎn)品設計圖紙等的確認，最后制造刀具產(chǎn)品。因此非標刀具的交貨時間明顯久于標準刀具。機加工企業(yè)在標準和非標刀具之間進行選擇時經(jīng)常面臨兩難境地，這種抉擇可能會影響項目的進度。那么哪種刀具可以提供最佳解決方案？工廠是依靠現(xiàn)成的標準刀具，還是選擇交貨時間長但效率更高的非標刀具？當然，還應考慮單件成本和刀具成本等經(jīng)濟因素。在加工要求基本相同的情況下，要選擇非標刀具時，最短交貨時間就成為一個重要因素。
非標刀具的設計復雜性各不相同。有些是對標準刀具的簡單修改，例如改變圓角半徑或刀具長度。這些修改屬于“半標準”產(chǎn)品類別，生產(chǎn)速度相對較快。有些非標刀具的設計需要預先評估客戶在加工制造中的限制，以及計算生產(chǎn)成本和節(jié)拍。評估結果會表明非標刀具設計的局限性和使用的經(jīng)濟性，這些因素都會影響非標刀具的交付時間。不過還有其他方法可以縮短非標刀具的交付時間，例如使用可更換刀頭的整體硬質(zhì)刀具、設計可轉位刀具非標刀體或可換位式非標刀片。刀具制造商的交貨時間和生產(chǎn)能力對于客戶最終如何決定有著至關重要的影響。
模塊化刀具可以替代非標刀具一部分作用，例如伊斯卡的MULTI-MASTER產(chǎn)品系列，是帶有可更換整體硬質(zhì)合金頭的旋轉刀具。該刀具系統(tǒng)包括各種刀體（在系列命名法中稱為“刀柄”）、接桿、延長桿和減徑桿，可以實現(xiàn)用于各種加工應用的刀具配置。（圖1）
圖1 - 各種可更換刀頭、刀柄、接桿、延長桿和減徑桿組成了 MULTI-MASTER多功能模塊化系統(tǒng)。
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刀具非標定制新思路
增材制造（AM）為非標刀具解決方案提供了新的機會。增材制造技術能夠快速生產(chǎn)復雜輪廓的刀具。盡管精加工和磨削仍然是必要的，但快速生產(chǎn)極其接近最終形狀的預成型產(chǎn)品讓人難以拒絕。此外，3D打印技術可用于制造硬質(zhì)合金刀片，無需使用模具，從而大大減少生產(chǎn)時間和成本。3D打印技術是在初始階段生產(chǎn)刀片原型和小批量非標刀片的明智之選。利用增材制造技術生產(chǎn)硬質(zhì)合金刀片和刀頭的方式正在迅猛發(fā)展，用這種方法能夠確保快速交付非標刀具及其組件。（圖2）
圖2 - 用于瑞士機床的NEOSWISS復雜形狀刀頭是采用3D打印技術制造的模塊化快換刀頭系統(tǒng)。
一些企業(yè)工廠也可以快速生產(chǎn)定制非標刀具，但如果沒有合適的現(xiàn)成毛胚產(chǎn)品，他們可能無法獨立完成整個刀具制造流程。在這種情況下，刀具制造商可以先提供半成品刀具作為毛胚產(chǎn)品，客戶可以根據(jù)其最終形狀自行調(diào)整并加工制造。這些半成品包括毛坯刀體、毛坯刀片和毛坯刀頭。伊斯卡公司作為領先的切削刀具制造商就提供這項服務，其系列產(chǎn)品中就包括了毛坯產(chǎn)品。
MULTI-MASTER系列提供超長刀桿，前端有一個MULTI-MASTER內(nèi)螺紋，尾部有一個中心孔，可以由客戶自行截斷和加工成型。近日，伊斯卡又推出了無涂層的硬質(zhì)合金毛坯刀頭，該刀頭分為兩部分：圓盤形前部區(qū)域，表面有內(nèi)六角（TORX）凹槽，后部區(qū)域有MULTI-MASTER外螺紋。這些毛坯刀頭用于生產(chǎn)非標產(chǎn)品，可安裝在客戶車間里現(xiàn)有的MULTI-MASTER產(chǎn)品刀柄上，應用于不同的加工操作，如銑槽、切槽、螺紋加工、花鍵加工及齒輪加工等。（圖3）
圖3 - 采用MULTI-MASTER刀柄的圓盤形毛坯刀頭大大擴展了客戶生產(chǎn)定制銑削形狀的能力。
伊斯卡還在其產(chǎn)品系列中添加了一組特殊的PENTACUT-27毛坯刀片，該毛坯有五個切削刃，可以由最終用戶磨制成不同的形狀，以完成皮帶輪、軸承和管接頭等零件的淺輪廓和切槽加工應用。比起從切削刀具制造商直接訂購非標刀具，用戶在收到產(chǎn)品的時間上會受到一定限制。如果時間緊迫，用戶可以通過自己用半成品毛胚加工非標刀具的方式，在受到限制的情況下找到最合適的解決方案。為客戶賦能，使其能夠制造自己專屬的刀具，打開金屬加工的新視野，以克服日常生產(chǎn)制造中的障礙。（圖4）
圖4 - PENTACUT-27 星形毛坯刀片可為復雜型材的切槽提供快速的定制化解決方案。
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