整体硬质合金刀具
在全球制造业
发挥着必不可少的基础作用。
它们用来进行铣削、
钻削和攻丝
以及铰孔工序,
适于所有类型产品。
通过不断提升
刀具内的技术,
我们可以提升性能、
安全条件和效率。
整体硬质合金刀具的
标准配方包括:大约90%碳化钨、
10%钴以及少量
专用金属粘结剂。
由此,
以世界最硬材料之一打造的刀具
凭借出色的性能和耐用性
闻名天下。
这就是我们打造这些刀具的方式。
一切开始于
研发部门。
研发团队
创建一份技术规格,
并为具体材料打造优化解决方案,
为具体刀具创建应用,
所依据的是制造商需求,
例如高质量以及可以预测的较长刀具寿命
我们努力做的是,先从我们客户的需求着手,
试着理解客户的需求,
把需求转化为我们产品的技术规格。
围绕应用构建知识,
并解决问题。
从构想到工业化,
涉及很多流程
以及我们所运营的很多活动
以此确保我们能够推出恰当的、
一致的解决方案,
当然也为了确保产品的高品质。
研制一款
比市场上任何既有产品
都更高效、更安全的刀具,
同时一直提升可持续发展
也是一项重大挑战。
采用3D建模和模拟的方法
开展最初的刀具设计。
模拟用于分析切削过程的
物理特性,
且有助于彻底省去
过度测试和产品试制的麻烦。
该方法是不仅可持续,
同时也实现了对资源的
智慧高效利用。
这些模拟非常精准,
把刀具分解成成千上万的节点,
执行数百万次的运算,
以此分析
工序进行过程中
每一个节点的状态。
模拟过程会充分体现各种因素,
例如切屑形态、
刀具温度和应力以及
切削力和功率。
这个数据使我们能够分析
新的槽型如何
影响产品性能
并制定明智的设计决策。
在获得期望的结果后,
建造第一个样品模型。
接下来使刀具
接受广泛测试。
我们会测量工序进行过程中的
切削力和振动,
以此获得关于切削工况和表面质量的
实时反馈。
每轮测试后,
会在实验室里
对刀具进行检查和测量。
会使用各种先进的测量技术,
例如激光扫描、3D立体扫描
以及图像处理,
以此实现
能够符合制造和设计标准的
高水平精度。
使用这些技术,
可以探测出小到一微米的差别。
对比一下,
一根头发的直径
约为70微米。
微小改变可以给刀具性能
带来巨大不同。
实验室里搜集的数据,
加之测试结果,
用于优化刀具设计。
然后返回测试。
测试的目的是
依据理论模型
确认模拟条件
以及进行必要调节。
通过利用模拟和以数据为驱动的分析,
我们能够最大程度
减少最终设计呈现之前
所需要的样品模型数量。
在技术办公室,我们准备
并优化生产过程。
我领导着一支六人团队,
处理机床的生产编程问题,
同时也参与新产品的研发,
同研发团队合作。
还有一个比较重要的部分是
当有新技术出现时,
如何设计新的生产过程。
我们作为工程设计部门的目的是
提供能够在机床内
完美运行的程序,
以使操作员
能够确信
从机床出来的产品
是恰到好处的。
研发团队提供的设计
用于研制模拟程序,
适用于刀具的
制造过程。
这使得我们能够
将刀具从机床出来的情形视觉化
并进行必要调节,
从而确保其
适合生产环境。
通过模拟,我能够
看到机床内的很多情形,
看到机床如何运转,看到机床如何运行程序,
看到轴在机床内
如何运转。
所以在模拟过程中,我能够看到
我可以进行所有检查,
我可以检查生产周期,
最终的目标是
把没有问题的好程序
投入生产,
同时也提供一些说明,
介绍如何在机床内运行程序。
是否存在特殊工序?
那么对于工厂内的操作员,
他们需要知道
如何进行管理。
一旦技术办公室
对模拟结果满意,
就可将程序投入
大规模生产了。
一切从坯件开始。
将金属粉末混合成团,
形成两条长杆,
然后在烧窑中
接受1500度高温的烧结。
在这个过程中,
坯料整体尺寸会缩小40%,
但是依然保持精准造型和外观。
质量检查之后,
坯料被撕成不同坯件。
然后从储藏室取出坯件,
带至打磨区域。
根据具体要求,
有些坯件需要缩小直径,
使用的工具是外直径研磨机。
检查并测量直径,
以此确保满足要求。
下一步是研磨出屑槽。
这个过程赋予刀具
基本形状和外观,
主要是对硬坯件进行研磨。
轮的打造用到了1.5亿多合成钻石。
每一个轮都有自己独特的纹路,
以确保刀具呈现
所需要的饰面。
轮在工厂的专门区域
进行平衡校准和造型的打造。
每一把刀具的生产过程中
要用到最多六种不同的轮。
出屑槽被加工成
精准的高度和形状,
以此实现最优排屑效果
和切削性能。
这是一个自动化程度非常高的过程,
通过研磨机实现,
配有可以进行装载和卸载的
机器人。
它们还能对工序
进行测量和微调,
使生产能够连续数小时
完全无人值守。
每年,这些机床生产
成千上万刀具。
高度重视可持续发展,
方法是循环利用
生产过程中起冷却作用的
植物油。
我们检查和测量不同参数,
例如直径、半径和螺旋角,
以确认刀具仍然满足
所需的规格。
磨削处理后,
切削刃的极为锐利,
而这对于切削过程而言
并不总是最优状态。
略微圆润的切削刃
能够提供更优性能,
契合具体材料
和切削工况。
半径两微米的略微圆润的切削刃
能够将刀具寿命延长
十倍之多,
具体取决于不同材料和切削工况。
若要实现这一点,
将刀具深入一种旋转鼓中,
其中填充了细腻的沙子。
我们在这个过程中所使用的
是一种基于氧化铝的专用沙子。
您需要实现的圆度值
可能是四、五或八微米,
而考虑到边刃的具体品质,我们使用了不同介质。
从粗加工介质,到超凡细致的精加工介质。
为了确保涂层达到恰当的粘度,使用
超声波清洗机清洁刀具,
以此彻底清理掉任何残余材料。
清洁之后,
通过真空循环使刀具干燥。
现在可以给刀具施用涂层了。
我们将其放入真空室内,
向其中注入混合气体,
随着温度升高,
给刀具表面施涂
薄薄的一层
金属态氮化碳。
它能够提升
耐热和耐磨损能力。
这个过程花费4到5个小时,
真空室内的温度可
高达500多摄氏度。
然后使用高压空气
清理灰尘和残留物,
以此保证最佳加工效果。
施用涂层之后,
对我们生产的所有刀具进行最终检查。
在生产过程中,我们会随机检查每一批次,
看看是否存在任何缺陷。
最后,在经过数月研发
和多日制造后,
可以对刀具进行激光标记
并交付给
全球各地的客户了。
他们全部都能获得
高品质刀具,
能够满足制造业最高标准的刀具。
若要提升可持续发展
和刀具经济性,
客户还可将刀具返回工厂
进行重磨。
会对刀具槽型进行重新打磨,
使其恢复至初始规格,
如果必要,施用新的涂层。
再返回刀具之前,
还会进行一次最终检查。
对于常规磨损,
这个过程可重复
三次,
100%品质保证。
如果刀具已经完全磨损,
我们会回购刀具。
通过预设好的流程
将金属分解,
因此成为未来新刀具的原材料。