新能源行業(yè)的發(fā)展一直備受人們的關(guān)注,除了傳統(tǒng)的能源行業(yè)外,風(fēng)電、核電、太陽(yáng)能和潮汐能等新興清潔能源越來(lái)越受到人們的重視,能源行業(yè)的快速發(fā)展對(duì)其相關(guān)的制造業(yè)也提出了更高的要求,其中,刀具是最為關(guān)鍵的因素之一,在確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率條件下,針對(duì)能源行業(yè),特別是新能源行業(yè),企業(yè)應(yīng)如何選擇適合自己的刀具是我們必須關(guān)心的。
運(yùn)用演繹與回納得到最合適的產(chǎn)品
刀具的選擇是一項(xiàng)很有邏輯性的工作,每一個(gè)新的項(xiàng)目都像是一道推理題,你需要運(yùn)用演繹與回納得到最合適的產(chǎn)品,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是一個(gè)不斷拆與合的過(guò)程。客戶的零件是很具體的東西,你必須把這個(gè)東西拆成盡量細(xì)小,具體的屬性,每個(gè)屬性都對(duì)刀具的設(shè)計(jì)產(chǎn)生一個(gè)影響,把這些影響再總結(jié)起來(lái),就能夠得到你所需的產(chǎn)品。
例如1,渦輪葉片的加工,風(fēng)機(jī)葉片模具,一臺(tái)5MW的風(fēng)機(jī),其葉片能夠達(dá)到60m長(zhǎng),5m寬,對(duì)應(yīng)的模具也是一個(gè)大家伙:從幾何上看,體積大就要求快速往除余量,伊斯卡產(chǎn)品中,有就Feed Mill系列刀具可以工作在高速進(jìn)給的工況下以及插銑刀這種快速金屬切削的產(chǎn)品;長(zhǎng)度大可能造成刀具懸長(zhǎng)大;長(zhǎng)懸伸的情況下要快速往除余量,就得降低切削阻力;長(zhǎng)懸伸的情況下又輕易產(chǎn)生振動(dòng),就要求切削刃抗沖擊能力強(qiáng),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(lái),可以得到如下結(jié)果:Feed Mill快速平面銑削,型腔粗加工,Mill Shred進(jìn)行深腔仿形粗加工,再用圓刀片精加工型腔。
例如2,汽輪機(jī)渦輪的葉片,在火力發(fā)電站的汽輪機(jī)高溫高壓進(jìn)氣端所用的葉片材質(zhì)都是高溫合金,材料本身的強(qiáng)度高、韌性大、加工時(shí)表面塑性變形產(chǎn)生嚴(yán)重的加工硬化,使切屑強(qiáng)韌,因此切削力大,切削溫度高。切削阻力反映到刀具設(shè)計(jì)上,需要通過(guò)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(guò)刀具涂層的知識(shí)得到相關(guān)的結(jié)果,涂層通過(guò)抑制從切削區(qū)到刀片(刀具)的熱傳導(dǎo)來(lái)減緩溫度的沖擊,其作用就像一層隔熱膜,由于它有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù)。對(duì)于高溫合金,伊斯卡的SPS82C、IC380都是針對(duì)這種難加工材質(zhì)設(shè)計(jì)的PVD、氮碳化鈦涂層。
能源行業(yè)零件外形上的有個(gè)普遍的特點(diǎn)是大,工件材質(zhì)上則以鋼、不銹鋼及高溫合金的加工為特點(diǎn),伊斯卡在很早的時(shí)候就提出過(guò)FMR(快速金屬切削)的概念,并且有齊全的產(chǎn)品線能夠滿足大工件的加工。
在2009年開(kāi)始,伊斯卡針對(duì)銑削產(chǎn)品有一個(gè)Heli Do的升級(jí),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是刀片的雙面化,直接的結(jié)果是在一個(gè)刀片上能夠得到2倍的切削刃口數(shù),仔細(xì)研究,你會(huì)發(fā)現(xiàn)在double刀片的同時(shí)通過(guò)燕尾型刀片定位槽,更大的切削前角,刃口小的負(fù)倒棱,我們很好地增加刀片的壽命,Heli Do產(chǎn)品將會(huì)是今后主推的一個(gè)方向。而涂層方面的改進(jìn),除了SPS82C及IC380這兩種針對(duì)高溫合金的特色產(chǎn)品外,所有的涂層都有對(duì)應(yīng)的SUMO(速魔)技術(shù)的升級(jí),這是一種再涂層技術(shù),即在普通的PVD和CVD涂層的基礎(chǔ)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(kāi)始研發(fā)到實(shí)際銷售,對(duì)于常規(guī)金屬加工,涂層刀具在與伊斯卡自身老產(chǎn)品的對(duì)比中,壽命有11%~31%的增長(zhǎng)。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電行業(yè)中的非金屬材質(zhì),如玻璃纖維、碳纖維及合成樹(shù)脂等復(fù)合材料,伊斯卡的聚晶金剛石刀具(我們稱之為“PCD Line”),以及細(xì)小波形刃刀具在國(guó)外的實(shí)際使用中已經(jīng)被證實(shí)可以有效防止起鱗、破損、粉碎,這些刀具的都有共同的關(guān)鍵詞:鋒利的刃口、大前角、前刀面拋光、高速切削、細(xì)小的切屑。