為中國航空發展提供完善的刀具解決方案——訪高邁特集團中國總裁王彥斌先生

《金屬加工》記者 張合忠

德國高邁特集團是世界一流的孔加工刀具供應商，成立于1918年，總部在德國南部斯圖加特附近的Besigheim，有員工2000多人，在德國、瑞士、美國、墨西哥、巴西、印度、中國及波蘭等國家設有生產基地，銷售服務網絡遍布世界70多個國家和地區。2014年6月北京CIMES2014機床展期間，就高邁特集團在航空產品加工領域的創新及本屆展會帶來的特色展品，《金屬加工》記者采訪了高邁特集團中國總裁王彥斌先生。

航空復合材料的加工已有針對性的創新刀具

王總說，為了提高飛機的飛行效率，降低其生命周期成本，飛機制造商正在越來越多地使用復合材料和鈦合金。例如，波音787和空客A350的機身大部分都使用復合材料制成（按重量計）。大量使用的復合材料/金屬疊層材料通常由多層碳纖維增強塑料（CFRP）復合材料與鋁（或鈦）合金構成，這對刀具提出非常大的挑戰，在很多加工過程中，傳統的刀具甚至都不能加工出合格的工件。“主要原因是工件除了材料結構以外，還有許多其他變量，因此最佳工藝的確定相當復雜。對加工質量的不同要求、疊層材料的交疊順序，乃至是在數控機床上加工還是手動加工，所有這些變量都會使所需要的刀具和切削參數大相徑庭”。

“構成復合材料/金屬疊層的多種材料截然不同的加工特性，是難以實現高效加工的主要障礙”，王總說，高邁特從研究材料特性、特殊的切削角度、以及金剛石涂層3個方面來綜合考慮復合材料加工刀具的設計制造：如果金屬層是在工件表面，則鉆入方向至關重要；鉆削復合材料時，鉆削軸向力是產生分層和翻邊的主要原因，這時，鋒利的切削刃和鉆尖角及復合鉆尖就非常必要；針對修邊銑削的過程，受復合材料的纖維方向和分層方式的影響，使用傳統銑刀加工時非常容易產生翻邊和毛刺，高邁特采用了錯齒或雙旋向的壓縮銑刀，不但減少了纖維破裂，還能明顯提高金屬的去除率。

高邁特通過對材料的分析和切削角度的設計，兼采用KOMET RHOBEST納米金剛石涂層，不僅實現了非常好的加工質量，而且刀具壽命也明顯提高。王總說，RHOBEST獨特的技術能保證涂層的金剛石純度非常高（98%以上），這為刀具提供了很高的硬度、光滑的表面和高耐磨性，與基體完美的粘附力使涂層更加穩定，能承受更多的熱和力的沖擊。區別于焊接式的PCD刀具，金剛石涂層硬質合金刀具更具柔性，應用更加廣泛，能用于幾乎所有工況，同時保持相近的性能和更優的性價比。“我們已將加工不同復合材料的成功應用的刀具標準化，通過我們工程師與客戶的緊密溝通，利用標準刀具和正確的選型就能成功地完成大部分的加工任務。如果遇到特殊的材料組成和加工要求，我們提供快速的刀具改進甚至針對性的材料分析的服務，為客戶提供針對性的高效高質量的解決方案”。

在孔加工領域持續保持優勢之外又有新拓展

孔加工刀具100年來一直是高邁特集團的標志及優勢所在。“KOMET 鉆頭有非常完整的系列，合金鉆頭最深至40 mm×D、刀片式鉆頭最大至φ155 mm(非標至φ300 mm)，且能適用于任何工況和材料的加工（包括斜面、插鉆、疊層板等）。另外用于專機的展開式刀具和用于加工中心的U軸（集成電動機的展開式刀具），能幫助客戶在加工非回轉體工件時，通過展開式車削實現多工步集中和仿形加工，大大地提高加工效率和減少刀具數量及加工成本，最新推出的用于U軸的珩磨頭，使傳統的加工中心馬上變成了可以自動換刀的珩磨設備，大大節約了設備和工藝成本”。

王總特別提到高邁特刀片式鉆頭，“我們針對效率、精度和成本要求，已經形成了三大鉆頭系列組合。鏜刀方面，在我們達到機械式鏜刀的性能極限后開始與機電控制相結合，如前面提到的U軸，還有精鏜刀，我們結合了藍牙技術，極大地方便了試切時的微調操作，這些能幫助客戶更方便地使用刀具并節約大量的輔助和加工時間。

在鉸刀和螺紋刀具方面，我們繼續強化切削性能和技術優勢。比如多刃刀片式鉸刀在保持鉸刀高效、高精度和低粗糙度值的優點的同時大大降低了使用成本和物流成本；新推出的去毛刺螺紋銑刀在加工出完整螺紋的同時切掉了入口和出口的毛刺。同時，我們不斷強化刀片的槽型涂層性能和切屑控制，進一步提高了產品的競爭力。”

除了孔加工刀具，高邁特還推出了全系列的銑刀，將在孔加工上積累下來的技術優勢進一步擴展。經過廣泛應用的硬質合金銑刀和鉆頭在結合了先進的金剛石涂層之后，高邁特在復合材料和有色金屬加工方面邁上了新的臺階。本屆展出的DIHART系列鉸刀，作為多刃高效精密孔加工刀具的代表，在獲得優異鉸削質量的同時能極大地提高精加工效率并降低總體生產成本。“高邁特期望通過自身技術優勢的轉化，為客戶提供更大的價值，不僅僅是刀具本身的價值，更從整個加工過程上幫助客戶實現更穩定高效的生產能力，”王總這樣解釋。

創新的動態監控系統可確保加工過程的穩定與安全

KOMET BRINKHAUS推出的ToolScope加工過程監控系統能識別各種異常狀況，進而進行報警或停機處理，保護了刀具、機床和工件，避免進一步的損害。“不同于傳統的機床過載保護和刀具外形檢測，無論是小直徑刀具還是易切削材料的低負載加工，我們的系統都可以在加工過程中對每把刀具進行實時監控，反應及時并不占用額外的機床時間。同時這套系統還能有效地對加工過程進行優化。獨具特色的刀具磨損監控功能改變了傳統的刀具管理方式，不再需要根據額定壽命來換刀，而是根據刀具是否達到磨損極限（破損極限）來進行判斷換刀。這樣就避免了質量不穩定的刀具（比如修磨后的刀具）在沒達到額定壽命前提前破損，同時又挖掘出了刀具的最大使用價值，有效地減少風險并降低刀具成本。

另外，高邁特創新的監控系統還能記錄加工過程中的所有數據和圖形化加工過程，以供問題反溯、工藝優化、和滿足航空等行業的質量體系要求。

從高質 量刀具，到在線測量—自動補償的閉環加工方式，再到加工過程監控，高邁特可為航空行業的用戶提供全面的加工質量和過程保障，得到非常穩定的尺寸公差（非常好的CPK值），同時減少停機時間及避免廢品，幫助客戶實現過程提升。