超硬材料網(wǎng)

　　能源行業(yè)的發(fā)展一直備受人們的關注，除了傳統(tǒng)的能源行業(yè)外，風電、核電、太陽能和潮汐能等新興清潔能源越來越受到人們的重視，能源行業(yè)的快速發(fā)展對其相關的制造業(yè)也提出了更高的要求，其中，刀具是最為關鍵的因素之一，在確保加工質量和生產效率前提下，針對能源行業(yè)，特別是新能源行業(yè)，企業(yè)應如何選擇適合自己的刀具是我們必須關心的。
　　
　　運用演繹與歸納得到最合適的產品
　　
　　刀具的選擇是一項很有邏輯性的工作，每一個新的項目都像是一道推理題，你需要運用演繹與歸納得到最合適的產品，簡單來說，就是一個不斷拆與合的過程?？蛻舻牧慵呛芫唧w的東西，你必須把這個東西拆成盡量細小，詳細的屬性，每個屬性都對刀具的設計產生一個影響，把這些影響再總結起來，就能夠得到你所需的產品。
　　
　　舉個例子，渦輪葉片的加工，風機葉片模具，一臺5MW的風機，其葉片能夠達到60m長，5m寬，對應的模具也是一個大家伙：從幾何上看，體積大就要求快速去除余量，伊斯卡產品中，有就FeedMill系列刀具可以工作在高速進給的工況下以及插銑刀這種快速金屬切削的產品；長度大可能造成刀具懸長大；長懸伸的情況下要快速去除余量，就得降低切削阻力；長懸伸的情況下又容易產生振動，就要求切削刃抗沖擊能力強，韌性好；葉片上有空間曲面，就需要刀具存在圓弧要素。綜合起來，可以得到如下結果：FeedMill快速平面銑削，型腔粗加工，MillShred進行深腔仿形粗加工，再用圓刀片精加工型腔。
　　
　　再比如汽輪機渦輪的葉片，在火力發(fā)電站的汽輪機高溫高壓進氣端所用的葉片材質都是高溫合金，材料本身的強度高、韌性大、加工時表面塑性變形產生嚴重的加工硬化，使切屑強韌，因此切削力大，切削溫度高。切削阻力反映到刀具設計上，需要通過增大刀具前角及后角，減小切削力；抑制切削溫度的影響，可通過刀具涂層的知識得到相關的結果，涂層通過抑制從切削區(qū)到刀片（刀具）的熱傳導來減緩溫度的沖擊，其作用就像一層隔熱膜，因為它有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導系數(shù)。對于高溫合金，伊斯卡的SPS82C、IC380都是針對這種難加工材質設計的PVD、氮碳化鈦涂層。
　　
　　能源行業(yè)零件外形上的有個普遍的特點是大，工件材質上則以鋼、不銹鋼及高溫合金的加工為特點，伊斯卡在很早的時候就提出過FMR（fastmetalworkremoval）快速金屬切削的概念，并且有齊全的產品線能夠滿足大工件的加工。
　　
　　在2009年開始，伊斯卡針對銑削產品有一個HeliDo的升級，簡單來說是刀片的雙面化，直接的結果是在一個刀片上能夠得到2倍的切削刃口數(shù)，仔細研究，你會發(fā)現(xiàn)在double刀片的同時通過燕尾型刀片定位槽，更大的切削前角，刃口小的負倒棱，我們很好地增加刀片的壽命，HeliDo產品將會是今后主推的一個方向。而涂層方面的改進，除了SPS82C及IC380這兩種針對高溫合金的特色產品外，所有的涂層都有對應的SUMO（速魔）技術的升級，這是一種再涂層技術，即在普通的PVD和CVD涂層的基礎上，再加上一層氧化鋁，使刃口表面更平滑，減少積屑瘤的形成，增加刀具壽命。
　　
　　從開始研發(fā)到實際銷售，對于常規(guī)金屬加工，束魔涂層刀具在與伊斯卡自身老產品的對比中，壽命有10%~30%的增長。對于風力發(fā)電行業(yè)中的非金屬材質，如玻璃纖維、碳纖維及合成樹脂等復合材料，伊斯卡的聚晶金剛石刀具（我們稱之為“PCDLine”），以及細小波形刃刀具在國外的實際使用中已經被證明可以有效防止起鱗、破損、粉碎，這些刀具的都有共同的關鍵詞：鋒利的刃口、大前角、前刀面拋光、高速切削、細小的切屑。
　　
　　激發(fā)無限風能
　　
　　在新能源行業(yè)發(fā)展過程中，風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，歐洲各國、美國和中國都在本國的能源規(guī)劃中給與大力的扶持和推進。
　　
　　在新能源行業(yè)發(fā)展過程中，風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，歐洲各國、美國和中國都在本國的能源規(guī)劃中給與大力的扶持和推進。山高刀具作為風電行業(yè)的領先者，不僅能提供出優(yōu)質的刀具、專業(yè)的加工技術，而且始終專注于為金屬切削需求提供整體解決方案。在與世界各國的著名風機零部件生產企業(yè)的長期合作中，山高積累了豐富的經驗，嚴格地滿足了風電零件制造商近乎“苛刻”的加工要求。
　　
　　風機組工作環(huán)境惡劣，對抗疲勞性、可靠性和吸振性等諸多因素均有極高要求。對于風電機組而言，齒輪箱、風電輪轂、風電軸承（回轉支承和齒輪）、風機主軸、風電機座都是極為重要的工作部件。同時，它們也是加工難度大、精度要求高、加工量大的零部件。山高為此提供了一系列的工藝解決方案，以幫助風電行業(yè)用戶在激烈的市場競爭中脫穎而出。
　　
　　風電齒輪箱是風電機組重要的零部件之一。因為風電機組安裝地點的工況復雜、可靠性和使用壽命的要求很高，所以齒輪箱體要具有足夠的剛性、合適的支撐結構和壁厚來滿足復雜的受力需求。常用的材料有球墨鑄鐵和其他高強度鑄鐵。齒輪箱的機械結構復雜且尺寸巨大，需要數(shù)百小時的精密加工。零件加工較多采用高精度雙工作臺臥式鏜銑加工中心。
　　
　　風電齒輪箱的機加工類型包括銑削（玉米銑刀及三面刃）、鉆削（Perfomax系列）和鏜削（橋板鏜頭）。值得一提的是，齒輪箱連接孔的直徑超過2m，其公差要求為H7，這個加工存在相當大的難度。山高的Graflex橋板式鏜頭標準產品覆蓋了直徑204~2155mm的尺寸；巨型（JUMBO）橋板鏜頭，最大直徑可達3200mm。它們均采用高強度鋁合金（Fortal）與鋼件接口所組成，兼顧了靈活性、刀體重量和剛性的需求。在精鏜中最高可達IT5、Ra0.6的精度要求，尺寸調整也極為方便，可以在機床上直接完成。同時，模塊化設計還能滿足大直徑外圓套車和背鏜等工藝需求。例如A731001Jumbo橋板式鏜刀，采用TCMT16T308-F2TK2000刀片進行粗鏜，切削線速度Vc達150m/min，進給速度Vf達25mm/min，切深ap達5~6mm。精鏜采用CCMT09T304-F2TK1000刀片，切削線速度Vc達120m/min，切深ap0.3mm。這些高性能切削參數(shù)既能保證客戶極高的零件精度，又大大降低了客戶的生產周期。
　　
　　輪轂也是風電機組重要的零部件之一，其結構和受力變形復雜，它將直接影響到風力發(fā)電機組的正常運行和使用壽命。因此它具有強度高、可靠性好、疲勞壽命長和吸振性強等特性，以滿足-20℃~40℃的使用工況。常見的材質為鑄態(tài)低溫高沖擊韌性球鐵。輪轂的主要機加工類型為銑削和鉆削。
　　
　　風電輪轂體積巨大，一般加工周期很長。某客戶曾經遇到這樣的加工難題：盡管其所有機床都在滿負荷運轉，還不能按時完成生產任務。為了幫助客戶渡過難關，山高專門為其設計了直徑360mm、R85mm的非標可轉位成形刀具，輔以335.19-1207EN2R85-D09，F(xiàn)40M刀片，切削線速度Vc達200m/min，每齒進給量fz0.14mm，切削深度ap1~2mm，生產效率大大提高，該款輪轂的生產周期由原來的30h縮短至16h以內?？蛻舻靡皂樌回?，避免了重大損失。
　　
　　山高的DoubleOctomill雙八面刃R220.48平面銑刀非常適用于輪轂銑削加工。雙八面刃銑刀的刀片采用正前角設計，每個刀片有16個切削刃，同一款銑刀能滿足粗、精加工的應用場合，具有無可匹敵的經濟性和通用性。
　　
　　風電零部件的加工還有風機主軸、風機機座、連接法蘭、風機塔架、行星架、風機葉片等。對于這些零件的加工，山高擁有完整的車削、銑削和孔加工的解決方案。山高刀具秉承“成為客戶的戰(zhàn)略合作伙伴”的理念，致力于為客戶提升加工效率和競爭力。
　　
　　“高能率加工”成為重點
　　
　　中國經濟令人矚目的發(fā)展正在持續(xù)進行，用供不應求來形容并不為過。鐵道網(wǎng)絡及大樓建設的飛速進行所需的電力供給肯定呈顯不足狀態(tài)。但是，大量引進機械設備的話投資費用將非常龐大，最近客戶對于以現(xiàn)有設備來進行“高能率生產”及“高效率生產”的要求日益增加。
　　
　　由于發(fā)電機葉片在運作時溫度非常高，因此其材料多選用耐熱合金。并且，由于其形狀復雜，不僅是車削刀具，鉆頭與立銑刀等多種類的刀具在加工過程中都會被用到。住友電工硬質合金在車削刀片中有難削材加工用材質AC500系列，鉆頭中有難削材加工用多用途鉆頭MD型，立銑刀中有難削材加工用GS銑刀系列，并且都備有庫存，能對應的尺寸也相當豐富，完全能夠滿足客戶復雜加工的要求。上述刀具全是為加工難削材而開發(fā)的專用材質，因此在耐磨損性、耐崩刃性上都能發(fā)揮優(yōu)異性能。
　　
　　中國經濟令人矚目的發(fā)展正在持續(xù)進行，用供不應求來形容并不為過。鐵道網(wǎng)絡及大樓建設的飛速進行所需的電力供給肯定呈顯不足狀態(tài)。但是，大量引進機械設備的話投資費用將非常龐大，最近客戶對于以現(xiàn)有設備來進行“高能率生產”及“高效率生產”的要求日益增加。因此，住友電工硬質合金的推薦方案為以“高能率加工”為關鍵字的以下產品。
　　
　　車削加工：進行大于f=0.5mm/r的超高進給加工時推薦切屑處理出色的高能率斷屑槽系列SE型和GE型。進給要求更高時(~0.8mm/r)推薦修光刃型LUW型和GUW型。
　　
　　銑削加工：推薦使用高進給銑刀MS1400型，雖然切深不能大于1.5mm，但是進給可以對應至2mm/刃。
　　
　　鉆孔加工：新開發(fā)的J型橫刃修薄改善了切屑處理，加上特殊的排屑槽形狀，在高進給加工時也能發(fā)揮優(yōu)異的切屑排出性。另外由于采用了最新PVD涂層、DEX涂層，達成了長壽命化。在此推薦硬質合金多用途鉆頭GS/HGS型。孔徑超過12.5mm的話，推薦使用刀頭可換式鉆頭SMD型。
　　
　　高硬度材料加工
　　
　　高硬度材料的高速/高能率加工時，根據(jù)用途不同有4種涂層CBN材質。高速/連續(xù)加工時推薦BNC100，弱斷續(xù)加工時推薦BNC160，一般高能率加工時推薦BNC200，強斷續(xù)加工時推薦BNC300。此外，高進給加工或高精度加工時推薦修光刃系列。
　　
　　回轉支承環(huán)是風電部件中比較有代表性的難削部件。根據(jù)風力發(fā)電機的容量(大小)，其尺寸也有多種多樣，直徑超過2m的回轉支承環(huán)尤其難加工。特別是軸承面在淬火后加工(硬車)時加工精度要求嚴格、刀具壽命短，且安裝孔多。
　　
　　軸承面淬火后加工時(HardTurning)的第一推薦是耐磨損性優(yōu)異，可對應大尺寸工件加工的BNC160。若有高速加工的要求，推薦使用BNC100。本公司對各種CBN材質都準備了3種刃口處理，可以根據(jù)刀具的損傷程度和所要求的表面粗糙度選擇最合適的刃口處理。
　　
　　安裝孔加工
　　
　　回轉支承環(huán)的安裝孔一般為φ25mm左右，孔深約100mm。加工這些孔時推薦使用右圖所示W(wǎng)DX型。每個刀片有4個刀角可用經濟性好，最合適的刀片斷屑槽在加工L/D=5的深孔時切屑排出性也良好。但是，若孔精度要求小于±0.15mm的話，推薦使用前述的SMD型。