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手機相關的CNC加工萬億級市場中,很少人會關注到小小的刀柄。高速切削刀具技術是CNC加工的一個關鍵技術,它包括高速切削刀具材料、刀柄系統、刀具系統動平衡技術、刀具監測技術等。而刀柄系統作為機床與工件的關鍵銜接部件,決定著高效高速切削的關鍵。有一家企業的刀柄被三星、藍思、富士康、佳鐵、大族激光、發那科、兄弟等知名企業采用,今天,小編走進這家企業——深圳市新鄉弘科技有限公司,采訪了工程總監夏工,并詳細了解了刀柄在CNC加工中的作用以及在手機加工中的應用。

以下是新鄉弘采訪視頻(精簡版),時長3分24秒,請大家隨意觀看


一、刀柄在CNC機械加工中起到承上啟下作用

刀柄在機械加工中連接機械主軸與刀具,起到了一個橋梁的作用,也就是一個承上啟下的作用承上主要體現的是:主軸的一些性能、扭矩、轉速等參數是通過刀柄來輸出;啟下體現的是刀柄要裝夾刀具來實現正常的加工。

因此刀柄的作用十分重要。

1、刀柄與主軸的接口實現完美的配合,那么在加工時性能就能得到充分的發揮,如精度、壽命等各方面。如果主軸與刀柄配合的不是很好,那么裝配的精度可能會超出標準范圍,那在加工的時候,首先主軸會反應不良,噪音會比較大

2、噪音大的同時,振動值也會大,反應到刀具上面的話,其加工精度就會變差,表面光潔度也會不好。那同時,對主軸與刀具的壽命都會有影響。從而企業的生產效率會降低、成本會增加。 


手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

圖   玻璃加工刀柄 (主要應用企業:藍思、佳鐵等


二、刀柄主要分類以及應用領域

按比較大的接口來分,通用的有兩類。

一類是7:24的通用的接口,德標,國家標準以及日本標準都有;

另外一種是現在運用的比較廣的1:10接口的。

目前7:24是通用的,1:10的是HSK真空系統刀柄。

還有一些熱縮的、液壓的,還包括目前正在做的超聲波系列等。

按裝夾的形式分就比較多。

 

手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

圖  鋁件不銹鋼加工刀柄(主要應用企業有:發那科 兄弟 

 

手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

圖   探頭刀柄

 

從通用式來講,這里介紹一下BT,就是7:24這塊,按標準分的話大約有5、6種,比如NT類是傳統的;另外的像BT的話,用的是日本的標準,我們現在也有國標。還有一個美國的標準。

新鄉弘目前做的比較多的就是BT系列和ISO系列,包括還有HSK系列。

在BT應用方面,規格型號如30、40、50用得比較廣泛,用于常規的一些機械加工。在轉速方面,運用的是中轉速或低轉速。載荷方面,就比較通用,在高中低載都可以用。在市場上主要用于常規的機械加工與模具加工,像電子、手機通訊行業上的精密加工。

 

HSK目前種類也比較多,市場上分為6類:HSK的A系列、B系列、C系列、D系列、E系列、F系列這六個大的方向。

新鄉弘目前做的比較多的就是A系列、E系列、F系列。

重點講一下E系列,E系列是目前應用比較廣泛的高速加工領域,因其不帶傳動槽,所以在動平衡這一塊有比較大的優勢,適合高速加工。比如E32系列的,適合高速加工,沒有傳動槽。新鄉弘目前精加工的話可以做到G1.0的動平衡值,傳統的刀柄都是G2.5,E類的型號很多,這只是其中一款,適用于精加工領域。


三、刀柄選擇跟著機床與工況走

由于刀柄的種類也比較多,如何選擇刀柄首先要看企業產品的分類與定位。做什么樣的加工取決于選購什么樣的機床,刀柄是跟著機床與主軸的接口走的。機床與主軸選定了,刀柄的大致類別也就決定了,如果是做粗加工與常規的加工通常選通用的BT類的接口;如果是做精加工,可能會選用ISO系列的小刀柄,重量比較輕、能高速運轉,還有HSK系列。

舉例來說,如果機床選用的是BT30系列的,那么也就是選用與機床配備的BT30系列的刀柄。而BT30系列下面,又會有很多的接口,不同的接口裝夾的刀具也不一樣。如果是要精密加工的,會建議選擇HSK系列的筒夾。還有在精加工這一塊有熱脹刀柄,利用熱脹冷縮的原理來實現零誤差的裝夾。可以根據不同企業的加工工況來決定刀柄的類型。

再如超聲波系列在一些特殊的領域,常規的加工方法達不到的話,也會采用一些新型的刀柄。根據市場的需求,刀柄也跟著發展來滿足市場的需求。

 

四、不同手機結構件材質對刀柄提出的新要求

目前像通訊、電子這塊發展非常迅速。針對手機行業的3D玻璃,包括像手機邊框、中框、粗加工、精加工,高光加工這一塊,也是有著比較大的挑戰。

目前一些新材料(如液態金屬,還有陶瓷材料,還有一些涉及到高分子的復合材料,鈦合金等)、新工藝,都應用到了手機行業這一塊來,對于刀柄也是一個不小的挑戰,需要根據不同的加工領域與加工要求來設計不同的刀柄。

 

手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

圖  玻璃、藍寶石、陶瓷精加工刀柄

 

如下圖液態金屬的這一款(有裝配起來的手刀座),就是根據不同的加工領域與加工要求來設計的刀柄。


手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

圖  陶瓷、液態金屬加工刀柄

 

手機行業對刀柄的要求有提高,像3D玻璃,手機中框和一些其他的邊框,也分精加工、粗加工或者是終極加工。在選擇設備時機床時,通用型加工可選符合BT30、BT40系列刀柄的主軸;在精加工這一塊,像精雕機,多用ISO主軸系列,再高一點的要求就是HSK的真空短柄的高速刀柄。

 

手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

圖   不銹鋼高光刀柄

 

對于刀柄這一塊,既然產品要求提高,像手機這一塊,要求高效率、高精度、高的表面光潔度,還要高壽命。

首先材料會選擇綜合性能比較好的材質;

第二個在熱處理方面,會比較嚴苛,控制表面硬度以及表面處理;

再者刀柄的性能方面,要應對高轉速的話,在動平衡方面要更提升一個檔次,對常規中的加工工藝也有著高要求。

因此,手機行業刀柄的選擇或會趨向選擇ISO系列。(ISO系列用于精密加工領域,具有高轉速,高精度的特點。此外還有HSK也有高精度、高光潔度等特點)

 

手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

圖   不銹鋼小按鍵加工刀柄

 

還有一個針對未來的一個趨勢——復合材料,陶瓷、液態金屬、還有一些難加工的鈦合金以及其他的一些材質;同樣對于主軸的也有很高的要求。

 

手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

圖   石墨加工刀柄


常規刀柄的轉速在三四萬轉,可能表面光潔度要求越高,日后或會用到十萬轉。而刀柄,也必須根據這塊做出相應的改進,轉速越高,平衡性要做的更好,噪音、振動值要越小。刀柄也要根據行業的要求不斷改進。

新鄉弘立足于行業的這一塊,也在往更高、更快速、更精密、更高效的一個方向發展。


新鄉弘企業簡介:

成立于2006年,專業生產高端刀具、刀柄、鎖刀座等產品,可大幅提升加工效率、加工表面光潔度一致、持久耐用。榮獲多項實用新型專利證書。

手機CNC車間主任:“老板再也不用擔心我的刀柄了!”

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始發于微信公眾號:艾邦高分子

作者 ab

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