IMTS 2018：肯纳金属通过主轴连接获得创新

在 IMTS 2018 上接受 Kennametal 的采访时，我们从切削刀具制造商的角度把握行业脉搏和创新状态。我们还讨论了 Kennametal 在主轴连接方面的一项创新。

今年的国际制造技术展是有史以来规模最大的一次。当近 130,000 人参加时，自然会产生一个问题：我们现在在金属加工行业处于什么位置——我们要去哪里？为了找到答案，我们采访了业内最大的刀具制造商之一的高管。

“我相信我们在全球范围内的制造业形势非常强劲，”肯纳金属公司销售副总裁 Doug Ewald 说，他在该行业工作了 30 年，拥有冶金和材料工程师的背景。 “这个行业已经成熟了一点，所以你看到的重大突破越来越少，但你确实看到了持续的进步，真正让我们的产品对我们的客户更有效率，并真正帮助他们降低成本。”

Ewald 领导着一个专注于机床制造商的全球集团，这些公司制造装有切削工具的先进数控机床。他在 Kennametal 的一个制造工厂开始了他的职业生涯，但他还从事金属牌号和牌号开发的研究。

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机床、刀具和主轴之间的连接：刀具夹持

在 IMTS 的一次会议上，Ewald 做了一个技术演讲，重点是最大限度地提高生产力，并指出主轴连接是“最薄弱的环节”。

您如何利用当今机器的功能并将它们与优化的切削工具相匹配，以获得最大的产量并获得最大的利润？共有三个要素：机床、刀具和主轴接口——Ewald 认为这是解决生产力问题时被忽视的一个方面。

“您需要选择正确的机床并确保您拥有正确的切削刀具，而我们要强调的是真正将这两件事联系在一起的东西：主轴接口或该机床主轴中的夹紧，”Ewald 说. “我们真的觉得，为了让我们的客户最大限度地提高效率，他们需要关注所有这些。”

需要考虑的事项：刚性对于帮助抵抗弯曲很重要，零件和切削工具之间是否有长距离以及您是否有严格的光洁度要求。从根本上说，你能用给定机器的扭矩和马力脱掉金属吗？ Ewald 解释说，根据您要切割的内容，需要了解主轴速度。

“一个很大的考虑因素是被切割的材料，”埃瓦尔德说。 “设计用于切割钛的工具将与设计用于切割铸铁的工具完全不同。”

Kennametal 的最新创新之一是 Harvi Ultra 8X 系列刀具，采用全新材质 KCM40 设计，专注于钛航空航天加工。这是一个带有八个切削刃的双面刀片。

“该牌号本身具有非常特殊的特性，零件内的特殊合金使我们在较高温度下具有非常好的变形性能，您通常会在钛上看到这种特性，因为钛会使切削工具变热，”Ewald 说。 “钛的传热性很差，所以芯片会变得很热，所以你需要一种耐热变形能力非常好的牌号。”

Ewald 说，切削刀具的特性有助于将金属去除率提高一倍或三倍，同时将您的刀具寿命延长至 100%。

平衡切割应用中的弯曲和扭矩能力

为什么在切割金属时抗弯曲很重要？一些连接可能能够处理相当大的扭矩，但产生如此高扭矩所需的切削力也会在刀具上产生很大的弯矩。

“当您进行端铣操作时，特别是对于较长悬伸的情况，许多主轴连接对它们所能承受的弯矩有相当严重的限制，”Ewald 说。 “所以在很多情况下，您拥有一台非常刚性的机床，一台超级切削刀具，但主轴接口薄弱，因此您在该机床上确实无法获得与如果您拥有更优化和更稳定的机床相同的性能主轴。”

Ewald 使用的示例主要集中在航空航天领域，其中用于金属去除的材料需要高性能工具和机器动力。为了平衡扭矩和弯矩以及“大刀阔斧”的切割能力，Kennametal 推广其 KM4X 主轴连接系统，根据自己的测试，该系统的负载变形结果低于竞争对手。

“这种设计背后有很多科学依据。 ......通过我们为锁定系统提供的力量组合，我们获得了几乎五倍的机械优势，”Ewald 解释说。 “如果机器以 10 磅的力拉动拉杆，则系统通过其几何形状的进步，为您提供 50 磅的夹紧力。”

KM4X 是一种前置式夹紧系统，设计用于提供三个表面接触点，包括锥度上的两个区域和连接面上的一个区域。第一次接触是在刀具锥度和主轴锥度之间的量规直径区域。当刀具被拉入主轴时，锥度的两个区域都会产生接触——由于过盈配合，仍然没有面接触。

在其自己的产品（KM4X63 与 HSK63）之间的独立静态变形测试中，Kennametal 发现在相同负载和操作条件下，KM4X 的弯曲度比其 HSK 产品低大约 40%，这意味着相同的机器和相同的切削工具。它还发现它可以使表面光洁度提高 50%，刀具寿命延长 20%。

“由于这种非常稳定的接触，您可以更快地转动主轴，”Ewald 说。 “而且它还设计用于非常、非常有效地处理冷却液。”

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