IMTS 2018:Kennametal внедряет инновации в шпиндельные соединения

В интервью для Kennametal на выставке IMTS 2018 мы изучили пульс отрасли и состояние инноваций с точки зрения производителя режущего инструмента. Мы также обсудим одну из собственных инноваций Kennametal в области шпиндельных соединений.

В этом году Международная выставка производственных технологий стала крупнейшей за всю историю. Когда приходит почти 130 000 человек, естественно возникает вопрос:где мы сейчас находимся в металлообрабатывающей промышленности и куда мы идем? Чтобы выяснить это, мы поговорили с руководителем одного из крупнейших в отрасли производителей режущего инструмента.

«Я считаю, что наше мировое положение в сфере производства очень прочное», — говорит Дуг Эвальд, вице-президент по продажам Kennametal, который работает в отрасли уже 30 лет и имеет опыт работы инженером-металлургом и материаловедом. «Отрасль немного повзрослела, поэтому вы видите меньше крупных прорывов, но вы видите постоянные улучшения, которые действительно делают наши продукты более эффективными для наших клиентов и действительно помогают им снизить свои расходы».

Эвальд возглавляет глобальную группу, специализирующуюся на производителях станков, компаниях, производящих передовые станки с ЧПУ, в которых размещаются режущие инструменты. Он начал свою карьеру в компании Kennametal на одном из ее производственных предприятий, но также занимался исследованиями марок металлов и их разработкой.

<ч />

Все наши репортажи с выставки см. в разделе Better MRO на IMTS 2018.

Связи между станком, режущим инструментом и шпинделем:крепление инструмента

На конференции в IMTS Эвальд представил техническую презентацию, посвященную максимальному повышению производительности, подчеркнув, что шпиндельное соединение является «самым слабым звеном».

Как использовать возможности современных машин и сочетать их с оптимизированными режущими инструментами, чтобы получить максимальную производительность и максимальную прибыль? Есть три элемента:станок, режущий инструмент и интерфейс шпинделя, которые, по мнению Эвальда, упускают из виду при решении вопроса повышения производительности.

«Вы должны выбрать правильный станок и убедиться, что у вас есть правильный режущий инструмент, и мы хотим подчеркнуть, что действительно связывает эти две вещи вместе:интерфейс шпинделя или зажим в шпинделе на этом станке», — говорит Эвальд. . "Мы действительно считаем, что для максимальной эффективности наших клиентов они должны обращать внимание на все это".

На что следует обратить внимание:жесткость важна, чтобы помочь противостоять изгибу, а также есть ли большие расстояния между деталью и режущим инструментом и есть ли у вас жесткие требования к отделке. В принципе, можете ли вы снять металл с крутящим моментом и мощностью данной машины? И в зависимости от того, что вы режете, нужно понимать скорость вращения шпинделя, — объясняет Эвальд.

«Очень большое значение имеет разрезаемый материал, — говорит Эвальд. «Инструмент, предназначенный для резки титана, будет сильно отличаться от инструмента, предназначенного для резки чугуна».

Одной из самых последних инноваций Kennametal является линейка инструментов Harvi Ultra 8X, разработанная с использованием совершенно нового сплава KCM40, предназначенного для обработки титана в аэрокосмической отрасли. Это двусторонняя пластина с восемью режущими кромками.

«Сам сплав имеет очень особые характеристики благодаря специальному сплаву внутри детали, который дает нам очень хорошие свойства деформации при более высоких температурах, которые вы обычно видите с титаном, потому что титан нагревает режущий инструмент», — говорит Эвальд. «Титан плохо передает тепло, поэтому стружка сильно нагревается, поэтому вам нужен сплав с очень хорошей устойчивостью к термической деформации».

По словам Эвальда, свойства режущего инструмента помогают удвоить и утроить скорость съема металла и одновременно увеличить срок службы инструмента до 100 процентов.

Баланс изгиба и крутящего момента при резке

Почему сопротивление изгибу важно при резке металла? Некоторые соединения могут выдерживать значительный крутящий момент, но силы резания, необходимые для создания такого высокого крутящего момента, также создают большие изгибающие моменты на инструменте.

«Когда вы начинаете выполнять операции концевого фрезерования, особенно с большим вылетом, многие шпиндельные соединения имеют довольно серьезное ограничение изгибающего момента, который они могут выдерживать», — говорит Эвальд. «Поэтому во многих случаях у вас есть очень жесткий станок, суперрежущий инструмент, но слабый интерфейс шпинделя, поэтому вы действительно не сможете получить на этом станке такую ​​​​же производительность, как если бы у вас был более оптимизированный и стабильный шпиндель.”

Примеры, использованные Эвальдом, сосредоточены в аэрокосмической отрасли, где материалы для удаления металла требуют высокопроизводительных инструментов и мощности машин. Чтобы сбалансировать крутящий момент и изгибающие моменты с возможностью «агрессивного резания», Kennametal продвигает свою систему соединения шпинделя KM4X, которая, как она утверждает на основе собственных испытаний, имеет более низкие результаты отклонения под нагрузкой, чем ее конкуренты.

«За этим дизайном стоит много научных исследований. … Комбинируя усилия, которые мы обеспечиваем системой блокировки, мы получаем механическое преимущество почти в пять раз», — объясняет Эвальд. «Если машина тянет тягу с усилием в 10 фунтов, система благодаря своему геометрическому продвижению дает вам прижимное усилие в 50 фунтов».

KM4X — это зажимная система с фронтальной загрузкой, предназначенная для обеспечения трех точек контакта с поверхностью, включая две области на конусе и одну на поверхности соединения. Первый контакт находится в зоне измерительного диаметра между конусом инструмента и конусом шпинделя. Когда инструмент втягивается в шпиндель, контакт создается в обеих областях конусов, а из-за посадки с натягом торцевой контакт по-прежнему отсутствует.

В ходе независимых статических испытаний на изгиб собственных продуктов (KM4X63 по сравнению с HSK63) компания Kennametal обнаружила, что KM4X изгибается примерно на 40 % меньше, чем продукт HSK, при той же нагрузке и условиях эксплуатации, то есть на идентичном станке и с таким же режущим инструментом. Кроме того, было обнаружено, что он обеспечивает на 50 % лучшее качество поверхности и на 20 % более длительный срок службы инструмента.

«Благодаря этому очень стабильному контакту вы можете вращать шпиндель намного быстрее», — говорит Эвальд. «Кроме того, он предназначен для очень эффективной работы с охлаждающей жидкостью».

<ч />

Что вы думаете? Поговорите с коллегами на форуме сообщества .

<ч />