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扒壹扒硬質合金整體鉆頭的演變史

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  上世紀80年代,三菱綜合材料推出業界首創的硬質合金整體鉆頭“ZET1鉆頭”。現在的主力產品“WSTAR鉆頭”就是它的後繼產品。本期將對硬質合金整體鉆頭的發展進步進行追蹤。


Part 1 1987~ 改變鉆頭性能常識的“ZET1鉆頭”

  上世紀80年代後期,各行各業使用的鉆頭的主流是輥光鉆頭和高速鋼鉆頭。三菱綜合材料著手開發的,則是“硬質合金整體鉆頭”。當時市場上已經有了硬質合金焊接鉆頭,但由於技術上的原因,僅限於大直徑鉆頭。當時,我們已經預見到硬質合金小徑鉆頭的時代必定到來,因此就在壹個只能算作簡易棚的制作所的角落裏開始了開發工作。首先,為了制作出小徑鉆頭,不能采用焊接,必須是整體鉆頭。但是,當時很多數據還需要手動進行計算,例如理想的槽形狀的設計、切刃形狀的設計等等,不斷重復著測試和失敗。換言之,就是說現在已經很普遍的以數據及模擬為前提的產品開發,在當時都是不可能的,只能靠技術人員的經驗和感覺來進行。經過數年的開發,終於在1987年誕生了業界首創的硬質合金整體鉆頭“ZET 1 鉆頭”。

  當時,市場上約7成的客戶還在使用高速鋼鉆頭,但我們對整體鉆頭“ZET 1 鉆頭”很有信心。相比以往產品,它的加工效率提高了5 倍、工具壽命延長了10倍,切屑排出穩定,加工性能優異,可以說實現了質的飛躍。然而,現實與期望正好相反,銷售情況並不樂觀,原因之壹就是價格。與高速鋼鉆頭相比,價格相差了約30倍,以前只需500日元的產品,現在要花15,000日元。雖然最終每個孔的費用會下降,而且生產效率也會提高,但價格方面還是很難讓客戶接受硬質合金整體鉆頭的優勢。還有壹個理由就是硬質合金整體鉆頭的使用方法和加工方法還不為人熟知,必須從頭開始進行使用方法的培訓。當時,引進能使用硬質合金整體鉆頭的無停頓加工機床的客戶還不多,機床制造商也壹起幫我們向客戶進行使用方法的說明。很多報告說有些客戶以使用高速鋼鉆頭的方法來使用硬質合金整體鉆頭,結果發生了崩刃,因此我們向每個客戶都提供了詳細的信息。此外,與高速鋼鉆頭不同,這種鉆頭不考慮再次研磨,因此與硬質合金工具的配合方法也需要教給客戶。這種附帶知識普及的銷售活動非常花時間,但通過這些切實的活動,終於將“ZET 1 鉆頭”在以汽車行業為中心的廣大客戶間普及了。現在回想起來,經過這些辛苦,終於獲得了客戶對產品優點的理解和對我們的贊許,這種成就感到現在我還記憶猶新。

HISTORY 硬質合金整體鉆頭的前進步伐



Part 2 2002~ 超越ZET1,華麗變身的 WSTAR鉆頭

  “ZET 1鉆頭”的誕生至今已有大約10年 。硬質合金整體鉆頭已經在業界普及,包括其他公司產品在內的很多產品陸續上市 。ZET 1鉆頭面臨著進壹步改良的要求,如何改良就成了開發團隊需要解決的難題。當時,開發部長給我們提出了以下建議。“先不厭其煩地切削檸檬香皂試試看”。從那天起,我們就手動操作本公司和其他公司的鉆頭,在大量的檸檬香皂上鉆起了孔。這樣,在哪裏遇到阻力、切屑如何排出等問題均通過手感獲得了很多發現。由此,將ZET 1鉆頭的切刃從直線型轉變為曲線型的想法誕生了。以前從未有過的波形刀刃能變為處理食材的食品加工機,從它刀刃大膽的曲線中得到啟發,並經過反復測試和挫折,終於創造出了采用獨特波形切刃的硬質合金整體鉆頭“WSTAR鉆頭。

  采用波形切刃和新的槽形狀, 可以生成更小的切屑,並使切屑的排出更順暢 。此外,采用定心度更優異的尖端形狀 ,則實現了更高的孔位置精度。MIRACLE塗層VP15TF的采用進壹步延長了刀具壽命。這樣,2002年面市的“WSTAR鉆頭”以其卓越的定心度、長壽命至今仍獲得很多用戶的喜愛。


Part 3 2006~ 性能更優異的WSTAR鉆頭系列

  2006年以後,“ WSTAR鉆頭”隨著新時代的市場需求繼續發展改進。我們根據市場需求擴大了系列產品陣容,除了以碳素鋼、合金鋼為主要對象的通用型(MWE/ MWS型 ),還推出了專用於鋁合金、高硬度鋼、不銹鋼、CFRP材料等不同被切削材料的專用型(MNS型、MHS型、MMS型、MCS型)、以及高精度型(MQS型)、長徑比L/D=30的深孔加工型(超長)等滿足不同需求的產品,每個產品都凝聚著三菱綜合材料獨有的技術和創意。例如,為鋁合金加工而開發的“MNS型”鉆頭。為了能實現易附著切屑的鉆頭中心附近的精準潤滑,我們從汽車的照明燈中獲得了啟示。通過與制造技術組的合作,我們打破了以往的雙孔結構,開發出世界首創的4個冷卻孔的鉆頭。

  在該技術的基礎上,我們又在2013年推出的通用硬質合金整體鉆頭“MVE/MVS型”中應用了需要超高精度制造技術的獨創的“TRI- Cooling”冷卻孔技術。流量的大幅度增加,使得冷卻性、潤滑性、 切屑排出等鉆頭自身的性能通過改善冷卻孔設計得以提高。此外,鉆頭專用的PVD塗層材料(DP1020)使得鉆頭在更多被切削材料中實現了長壽命。作為滿足新時代需求的硬質合金整體鉆頭,該系列產品將繼續活躍在時代的舞臺上。

CLOSE UP 三菱綜合材料技術和努力的結晶 “內冷鉆頭毛坯的制造技術”

  內冷鉆頭毛坯的制造開始於1988年。這27年來,冷卻孔的形狀不斷進化, 這均得益於材料制造技術的發展。下面就給大家介紹壹下內冷鉆頭毛坯的制造工序。


  小徑、長型內冷鉆頭毛坯近年來的需求越來越旺,材料制造的難度也逐年加大。例如,超小徑鉆頭本身就很細,槽的厚度也非常狹小,因此對孔位置和間距精度就提出了更高的要求。長型鉆頭也壹樣,如何獲得穩定的導程長度非常重要,其制造技術也日益進步。內冷鉆頭毛坯的冷卻孔形狀壹般都是圓形的,三菱綜合材料為了提高鉆頭的性能,開發、制造出了與以往雙圓孔形狀不同的冷卻孔,如4孔、三角孔等。根據不同的被切削材料使用不同的冷卻孔形狀,只有三菱綜合材料壹家企業能夠做到。由於鉆頭和毛坯工廠都在同壹個廠區內,才使得各種形狀的冷卻孔成為可能,這是兩家企業強強聯手、經過不懈努力而實現的。這三種形狀的冷卻孔中凝聚了三菱綜合材料獨有的從材料到制造的技術精華,包含著他們的自信與驕傲。

打開整體鉆頭的歷史

  “ZET 1 鉆頭”的誕生至今已有大約30年。回顧硬質合金整體鉆頭的發展歷程,由於我們是從毛坯到成品能夠進行壹條龍開發、制造的廠家,因此可以將市場需求直接傳遞到所有工序,使得開發團隊能夠團結壹心為創造新產品而努力。今後,我們仍會以靈活的創新意識繼續開發新狀、新材質的產品,不斷創新、繼續前進。


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