多年来,NEHER集团一直通过DMG MORI的创新制造技术实现高要求的设计,从切削加工到在LASERTEC SLM 系列机床进行增材制造,再到使用LASERTEC 20 FineCutting切割圆片,以及通过LASERTEC Precision Tool系列机器实现切削刃的自动化加工。NEHER集团总经理Gerd Neher表示:“LASERTEC 30 SLM增材制造允许充分的设计自由,冷却道可在切削刃轮廓附近,提高了耐用性,成形的仿生结构提供优异的刚性和减振性能。更重要的是,比传统刀具重量减轻达30 %~70 %。”

图1 NEHER集团开发和生产高品质的PKD和CVD精密刀具,用于各种行业的创新应用,包括越来越多的电动汽车
量身定制PCD和CVD刀具
NEHER集团第二代管理人Gerd Neher介绍说:“我们的核心竞争力是完整开发先进的PCD或CVD特种刀具。聚晶金刚石是一种硬度非常高的切削材料,可有效延长刀具使用寿命。如果客户需要生产特定工件,他们可针对应用特点提供理想的刀具。”正在快速发展的领域是电动汽车应用的特种刀具。
电机转子在定子壳内转动,精密加工定子壳需要使用较长的刀具,因此,刀具重量较大。负责刀具开发的Tobias Niess工程师介绍说:“如果在大量现有机床上用常规刀具加工,重量较大的刀具难以有效限制振动和不利于精密加工”。使用两种方法可以减轻重量:使用轻量化的材质,例如钛合金,另一个方法是使用新生产方法,但更重要的是使用DMG MORI的创新生产技术。
增材制造是其中一项关键技术。NEHER集团选用 DMG MORI的粉床式增材制造技术生产刀体,即LASERTEC 30 SLM和LASERTEC 30 DUAL SLM增材制造机床。Tobias Niess表示:“直接在已铣削加工完的刀柄上逐层成形。增材制造允许充分的设计自由。一方面,我们可以将冷却道布置在切削刃轮廓附近,从而提高刀具的耐用性。另一方面,我们可用有限元分析方法在刀具内创建仿生结构,最大限度提高稳定性和减振性能。”与传统刀具相比,还可以减轻30%~70%的重量。
精密切削刃的加工
首先将PCD或CVD的刀板切分为刀块,然后焊接。NEHER集团采用DMG MORI的 LASERTEC 20 FineCutting加工刀具。Tobias Niess表示:“激光可加工的刀板厚度可达3.8 mm。”用激光进行金刚石刀具的最终“ 精加工”。DMG MORI的LASERTEC 20 PrecisionTool和LASERTEC 50 PrecisionTool就是刀具的精加工机床。两台五轴精密激光加工机床可经济地加工1 μm锋利的切削刃,切削刃圆角可达3 μm、6 μm、9 μm、12 μm或15 μm,也可加工负倒棱。高速模式3.0的激光加工速度可达 3.0 mm/min。因此,加工速度比电加工(EDM) 快210%,单件成本低56%。激光加工还能延长刀具使用寿命2.5倍。
DMG MORI选用行业标准GTR为编程解决方案,可编程切削刃加工程序,可导入电加工(EDM)项目,从电加工改为激光加工几乎无需培训。特殊的软件功能还可简化旋转刀、静止刀、断屑槽几何和负倒棱的编程。

图2 在DMG MORI加工中心和车床上,NEHER集团工作人员制作工具部件
激光自动加工 实现无人值守生产
DMG MORI的自动化解决方案有效提高了切削刃加工的经济性。例如,LASERTEC 20 PrecisionTool配PH 10托盘交换系统,提供多达54盘位HSK刀具。LASERTEC 50 PrecisionTool的自动化系统支持的自动换刀重量达30 kg。Tobias Niess补充说:“因此,我们的机床可在夜班和周末班无人值守生产”。
Gerd Neher认为,DMG MORI丰富的产品线是长期合作的重要理由:“我们的刀具生产充分说明,我们在全工艺链上如何获益于DMG MORI创新的生产解决方案。”新 的DMU 200 Gantry加工中心加工模具,在LASERTEC 20 FineCutting激光加工机床上切分PCD和CVD刀块。 第三代DMU 50加工中心和CLX 350,都是双方紧密合作的典范。他进一步表示:“我们希望用ISTOS的计划和控制软件管理我们的生产任务,未来实现无纸化生产。”
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