ConeFit™——组合非标刀具系统的最佳解决方案

——仅有高速钢铣刀的价格的整体硬质合金刀具

    整体硬质合金制成的刀柄铣刀非常昂贵。当制造单个零件或进行小批量生产时，许多用户都放弃昂贵的投资而选择高速钢刀具。另一种选择是瓦尔特公司的新型ConeFit可换头式铣刀。在测试了这种刀具后，位于Liberg小镇（德国黑森州Ortenberg附近）的非标刀具制造商——海因里希贝茨无限公司（Heinrich Betz OHG）立即将其纳入自己的采购产品范围。
    如果一个拥有120多个员工的中型规模制造商想要为高科技的一流部门开发和制造零件，那么它就必须拥有相当丰富的专业知识。自从20世纪90年代，Heinrich Betz OHG就在为生产太阳能电池和平面屏幕显示器的系统提供机械零件，其客户是远东地区太阳能电池和平面屏幕显示器大型制造商的供货商。Heinrich Betz OHG公司按照客户要求开发和制造产品，他们所采用的系统是一种型腔系统。多个密封不透气的型腔组合在一起形成一个单一的生产线（如图1和2所示），最大的型腔尺寸大约为2.8m×2.8m，每个型腔在真空条件或特定的大气环境下经过特殊的喷涂处理，灵敏的显示零件在闸刀的作用下完全自动地沿着加工链移动。Heinrich Betz除了提供重要的阀门，还提供闸刀——这是Heinrich Betz公司开发了数年的核心产品。涂装平面屏幕显示器的纯不锈钢系统已投入使用。运行期间，系统周围设置有控制设备。

图1 用于显示器生产系统的型腔

    图片说明：用于平面屏幕显示器生产系统的不锈钢型腔，位于位于Lißberg小镇（德国黑森州Ortenberg附近）的非标刀具制造商——Heinrich Betz OHG。

图2 涂装显示器系统

    图片说明：涂装平面屏幕显示器的纯不锈钢系统已投入使用。运行期间，系统周围设置有控制设备。

    公司内部拥有生产尖端组件所需的技术。工艺技术部门的领导，哥特米内尔特（Gert Minnert）强调：“我们的经营范围涵盖所有行业，同时满足机械工程和设备安装工程的所有需求，包括铣削、车削以及特殊工艺，比如进行4000mm的深孔钻削或对长度为14m的大型零件进行加工，还包括利用气体保护焊工艺或电子束焊接工艺的现代焊接方法。”
    因为高科技行业特别需要精密的材料，所以中型企业所拥有的材料范围非常广泛，除了少量的正常结构钢，许多不锈钢、钛、铜和铝也是加工的主要对象。大部分型腔本身是用不锈钢制成的，也有铝制结构的型腔。

图3 ConeFit球头铣刀

    图片说明：伴随着铣刀新标准ConeFit的出现，瓦尔特整体硬质合金球头铣刀（D=16 mm）将之前的HSS-E刀柄铣刀远远地甩在后面。特殊的锥形螺纹和支撑面确保了高度的稳定性。nextpage

    首次试验成功
    Heinrich Betz之前一直使用高速钢HSS-E立铣刀或球头铣刀加工不锈钢1.4301（主要零件）阀组内半径为8mm的环形铣槽。由于球头铣刀的角槽会严重削弱零件的性能，且成本较高，所以整体硬质合金刀具在很早以前就不予考虑。
    工艺技术部门领导Gert Minnert和工艺工程师Michael Strupp找到了另一种解决方案：瓦尔特公司新生产的ConeFit整体硬质合金可换头式铣刀。各种整体硬质合金铣刀头通过螺丝固定于不同长度的低成本钢刀柄上，支撑面上的特殊锥形螺纹最大程度地保证了加工过程的稳定性。

图4 机床上的阀组

    图片说明：用ConeFit球头铣刀（D=16毫米）切削环形槽时位于机床上的阀组。

    阀组在配有旋转头和SK-40适配器的德国Matec 30L动柱式加工中心上进行加工，强力夹头为其提供张力。瓦尔特技术顾问Wolfgang Taube先生说：“从高速钢刀具到ConeFit刀具的转变为用户带来了一系列的益处，增大的切削深度和进给速率相应地缩短了加工时间。”以前加工阀组铣槽时需要进行五次操作，而现在只需要两次。切削速度可能从50m/min增加到134m/min，进料速率从150mm/min增加到975mm/min。如果总加工长度为300mm，则每个零件的加工时间从以前的10分钟减少到现在的36秒。如此巨大的改进主要得益于操作次数的减少，如果计划的加工数量为180/年，那么机床运转时间（HSS）则从最初预计的30小时减小至1.8小时。

图5 精加工环形槽

    图片说明：铣削之后带有精加工环形槽（半径为8mm）的阀组。该双组槽的总长度大约为300毫米。

    但事情并不仅仅如此，尽管可换铣刀头是由整体硬质合金制成的，但其成本仍然非常高。在作决定时，瓦尔特解决方案和高速钢刀具不相上下，很难取舍。由于产量几乎翻倍，因此ConeFit铣刀的成本更低。随着铣刀新标准ConeFit的出现，瓦尔特整体硬质合金球头铣刀（D=16mm）将之前的HSS-E刀柄铣刀远远地甩在后面。特殊的锥形螺纹和支撑面确保了高度的稳定性。nextpage
    因为图宾根机床制造商所生产的产品除了球头铣刀之外，还包括许多其它种类的铣刀，所以与Heinrich Betz合作的公司在未来可以广泛地应用整体硬质合金刀具。第一个可换头铣刀已被用于加工钛合金零件。工艺技术部门的负责人还说：“ConeFit刀具的灵活性保证其适用于许多领域。与高速钢刀具相比，它的性能更高。此外，它的另一个优点是总刀具成本较低，因此我们很快就能回答是否应该引进这种刀具”。

图6 Gert Minnert先生和Wolfgang Taube先生

    图片说明：Heinrich Betz公司工艺技术部门的负责人——Gert Minnert先生（左）对ConeFit刀具已经完成信服。其右侧是刀具制造商瓦尔特公司的技术顾问——Wolfgang Taube先生。

图7 Messrs Minnert、Strupp和Taube先生

    图片说明：ConeFit刀具的继续使用已经过工艺技术部门的负责人——Gerd Minnert先生（左）和工艺工程师——Michael Strupp先生（右）的同意。在场的还有瓦尔特技术顾问——Wolfgang Taube先生（中间）。

    ConeFit刀具的性能优势
    实例：由不锈钢材料1.4301制成的阀组。利用D=16mm，z=4mm的球头刀具加工半径为8mm环形槽，铣切深度为6mm。机床：德国Matec 30L动柱式加工中心。

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>刀柄铣刀（HSS-E）

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>ConeFit铣刀（整体硬质合金）

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>切削数量

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>5

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>2

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>切削速度（V_c）

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>50 m/min

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>134 m/min

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>进给率（V_f）

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”> value=”150″ HasSpace=”True” Negative=”False” NumberType=”1″ TCSC=”0″ w:st=”on”>150 mm /min

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>975 mm/min

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>数量

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>7个零件

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>15个零件

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>每零件的加工时间

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>10分钟

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>36秒钟

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>180个零件所需的加工时间

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>（计划中的全年数量）

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>50 m/min

normal style=”TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; MARGIN: 0cm 0cm 6pt; LINE-HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: justify”>134 m/min

    特殊用途机床结构的系统供应商
    位于Lißberg小镇（德国黑森州Ortenberg附近）的非标刀具制造商Heinrich Betz OHG（大约有120个员工）提供单个零零件和特种机床。这个中型规模的家族式企业成立于1901年。当时，他们制造钟表业需要的刀具。这一由工匠创建的企业经过多年努力逐渐发展成为多个行业的系统供应商。20世纪60年代，企业开始生产构成药品包装机的零件。现在，他们则将注意力投向了大型组装行业、可再生能源（太阳能）行业以及涂装技术（平面屏幕显示器）。在这些方面，公司已成为世界主要供应商之一。其特色在于生产的深度。2007年4月，公司发展有了一个新的里程碑，即子公司HEVATEC Systeme und Anlagenbau GmbH（位于萨克森州霍恩施泰因－恩斯塔尔，当时大约有80个员工）的建立。
    公司的服务范围包括：4000毫米的深孔钻削、大型零件（尺寸达到14,000 x 5000 x 5000毫米，部分重量达到70吨）的制造、大型组件的测量、多种材料（不锈钢、铝、铜、钛等）的加工、以及现代焊接方法（WIG、MAG和电子束焊接工艺）的利用。关于更多信息，请登录网站www.hch-betz.de。