瓦尔特的螺纹挤压丝锥在巴特迪本的Profiroll改善加工稳定性

从冷成型车削到螺纹挤压丝锥再到无屑技术，这是行业趋势，不足为奇。Profiroll Technologies GmbH位于巴特迪本的Saxony镇，是世界领先的机床和刀具制造厂，也在不断探索，寻求加工旋转对称工件的最佳方案。在生产机器零件螺纹时，生产部日 益迫切需要使用螺纹挤压丝锥。效果：刀具故障少，大大缩短了加工时间。

在这种环境下，深孔和材料质量不稳定性往往使刀具 使用寿命难以适应加工切削丝锥的要求。产生的切屑容易被堵塞，切削力波动很大，因此丝锥存在十分严重的断裂风险。最坏的情况是，只能采用火花电蚀法清除工 件内的断丝锥，这种方法费时、费用昂贵，也不保证能100%成功，因为材料后面往往留有坚硬颗粒。因此，在进行螺纹切削时，加工稳定性成了工作中的重中之 重。为了避免加工稳定性出现任何风险，机床操作人员除了考虑切削参数以防万一外，别无选择。由于首先考虑安全，所以人们在生产效率和浪费之间“走钢丝”， 这势必有节省大量成本的潜力。

于是，巴特迪本的Profiroll Technologies GmbH公司因运而生。对于其加工旋转对称工件所用的型材滚轧机，公司制造出了一系列产品，包括最长达3米的ST37线性导轨底板，ST37是一种人们熟 悉的钢材，具有不同的加工能力。地板厚16～20 mm，要求90个M5或M6通孔螺纹。正因如此，巴特迪本生产部一直以稳健的步伐使用机床切削丝锥。“几年前，我们曾经考虑过将螺纹挤压丝锥用于此应用， 但我们没有合适的机床。”Profiroll生产部经理Peter Zintl说。

因为加工节拍短，老式机床通常不能在几秒内使主轴从零提 速到标称转速，而这是使用高性能刀具(例如螺纹挤压丝锥)保证成本效益的前提条件。主轴提速浪费了宝贵的时间。能否以某种方式让主轴以低于全速的速度运行 呢?这种想法可行但问题不少。“如果切削速度太低，在成形时材料不能顺利‘流过’，而且刀具也磨损得更快。”瓦尔特德国公司技术支持与销售部Thomas Neugebauer说。

“不管过程，只看结果”

当2013年初从SHW购买一台全新 动力强劲的机床时，情况突然发生了变化，当时这台机床还以Uni-Speed 7通用加工中心的形式在市场上销售。可是，现在使用高性能螺纹切削刀具时，无需其他任何东西。为了客户Profiroll能同时兼顾最大加工稳定性和最佳 生产效率，作为刀具的长期合作伙伴，瓦尔特推荐采用径向内冷的Walter Prototyp (瓦尔特-普瑞特)Protodyn® S Eco Plus螺纹挤压丝锥。通过对耐磨损TiN涂层的进一步提炼及后续的蒸汽处理，这些刀具的切削速度较原来使用的机床切削丝锥高两倍。换言之，加工时间缩短 70%。

螺纹一次成型

对于采用经过热处理的C45 或42CrMo5材质的轴承座而言，加工M8螺纹的成本能够节省更多。加工这些零件时，可采用matec 40-HV加工中心。大多数螺纹(大约50%)属于深度达5D的盲孔螺纹，采用Walter Prototyp (瓦尔特-普瑞特)Protodyn® S Eco Plus标准螺纹挤压丝锥也能达到这样的深度。“以前，在我们使用切削丝锥丝攻时，使用啄钻加工在每次反转退刀的同时，要退出刀具数次并清除孔低的切屑。 以这种方式加工时，刀具寿命短，因为丝攻在退刀时，与孔壁发生磨擦，从而磨损较快。”Profiroll工艺规划部主任Arno Deutrich说道。相反，采用螺纹挤压丝锥，螺纹一次性成型，不会发生啄钻——这是巨大的生产效率红利。“总的来说，每件零件的加工时间缩短20分 钟。”工艺规划部主任继续说道。

由于工件采取预铸孔的工艺，生产效率提高的比例还不大，瓦尔特的刀具专家给出了优化的工艺和刀具。 Walter Titex(瓦尔特-蒂泰克斯)的X·treme整体硬质合金高性能钻头。用户还可获得两重利益：刀具的进刀速率更快，钻孔过程中刀具无需退刀清除铁屑， 清除铁屑是以前钻预铸孔的标准程序，可是现在毫无必要，简直不可想象。深孔一次成型是X·treme钻头的众多长处之一，其中采用内冷及优化的涂层和槽 形，也是一种市场刀具标杆。

“使用全新螺纹切削技术，是我们生产部门的一个里程碑。”Arno Deutrich总结道。不管钻孔数量有多大，也不管深度有多深，Profiroll都会选择螺纹挤压丝锥。

“单一供货渠道的机床——刀具——工艺”

客 户通常提供一份零件图，Profiroll制定出精加工的解决方案——几乎一台专用机床可集成多种工艺，用于加工螺纹、齿轮等轮廓，甚至还可加工光滑表 面。因此，成型技术能替代费用更加昂贵的加工工艺过程。例如，采用高精度车削凹槽往往可替代磨削，而且价格低廉。20世纪90年代以来，还生产了辗环机产 品。例如，生产常用零件滚珠轴承圈。

通常来说，每一种冷成型都有很多好处，零件抗拉强度高，材料不做严格要求，因此终端产品重量最轻。这对汽车业特别重要，因为Profiroll产品占有汽车市场大约70%的终端用户市场份额。

螺纹挤压丝锥——一种理想的替代品

Walter AG 图宾根螺纹切削高级经理Timo Mager对螺纹挤压丝锥满怀信心。

螺纹挤压丝锥有哪些长处?

因为不会产生切屑，螺纹挤压丝锥的加工稳定性高，因此，其刀具使用寿命很长。因为没有切屑，还可加工深螺纹。因为刀具没有排屑槽，所以很坚实可靠。切削速度比切削丝锥所用的刀具高得多，因此用户能节省大量时间。

螺纹挤压丝锥成型对机床、材料或芯孔有何要求?

螺纹挤压丝锥通常适合任何机床。但是，老式机床往往不能达到最高的切削速度，因此不能充分发挥刀具性能。先进的机床不会出现这种情况。

可 挤压成型的材料包括钢材(<1300 N/mm2)、不锈钢(<1100 N/mm2 )和有色金属。对于含Si的合金，可小于12%。一般来说，螺纹挤压成型的底孔必须钻得比螺纹切削底孔大。因为成型期间工件材料会堆积形成螺纹小径，所以 精确性要求更加严格。通常来说，孔公差为±0.02 mm。对于不易变形的材料，可加大孔径，以便使刀具使用寿命最长。因为螺纹挤压成型期间多种因素的相互作用，很难对切削数据和孔径做出通用规定。因此，我 们在Walter GPS刀具软件中储存了详细的推荐方案。软件考虑了各种加工条件下的差别，并为用户提供了技术支持。

有很多采用外冷和内冷的的刀具，内冷有何优势?对于不会形成切屑的挤压成型加工，不再要求冲洗切屑。

挤压成型对于的润滑效果要求极高。对于盲孔，内冷冷却液能改善润滑效果，因为冷却液从中间流入孔内，在螺纹牙侧处在压力状态下挤出。此外，还可清除钻削后盲孔内留下的切屑。但是，我们还有冷却液径向流出的刀具产品，无论是盲孔还是通孔螺纹，这些产品变型都可保证完美润滑。

Profiroll Technologies GmbH成立于上个世纪40年代。如今公司全球经营，全球生产，每年大约有100台机床的销量，不再专门加工螺纹，也加工旋转对称工件。共有员工约300 人，还有35人接受过专门培训。除了机床外，Profirol还供应成型刀具，并提供多种服务。更多信息，请登录：www.profiroll.de

第一组图片：“底板”工件图片

图注：线性导轨底板有90个M5或M6螺孔。

第二组图片：“轴承座”图片

图注：轴承座采用热处理后的钢材材质，要求加工约50个M8螺孔，螺纹挤压丝锥的加工深度约为5D。

第三组图片：人员

图注：Profiroll机床操作员Andre Knöfel(中)和瓦尔特德国公司技术支持和销售部Thomas Neugebauer(右)右侧图拍摄于从SHW购买的大型Uni-Speed 7前Profiroll采用这台机床加工的产品包括线性导轨的长底。

第四组图片：机床

图注：动力强劲的先进机床设备使快速加工大量螺纹成为可能。

第五组图片：刀具

Walter Prototyp Protodyn® S Eco Plus刀具

图注：Walter Prototyp Protodyn® S Eco Plus螺纹挤压丝锥是一种高端刀具，采用内冷方式，具有径向冷却液出口，涂有TiN涂层，并经过蒸汽处理。