伊斯卡高效的医疗器械加工刀具

医疗器械市场中,多种加工方式要求刀具供应商提供不同的解决方案,用于针对重复定位精度、刚性,以及小零件的加工。

用于外圆车削、切槽、车螺纹和切断的刀具

ISCAR新型的紧凑的SWISSCUT-瑞士自动车床专用车刀系统,减少了凸轮式机床工件加工区域狭小、刀具易产生干涉的问题,可以很方便的从刀杆双侧更换刀片。更换刀片刃口时,无需把刀杆拆下再重新安装,高精度的刀片和牢固的刀座设计保证了必要的重复定位精度。

鉴于这种机夹刀片的快换能力,SWISSCUT车削刀具除了在凸轮式机床上,在CNC数控机床上也得到了大量的运用。

首选的刀片材质是带有TiAlN和TiN涂层的IC1008,特殊的断屑槽是专为了小零件加工设计的。用户切削报告表明,这种组合在碳钢和合金钢、耐热合金、不锈钢和淬硬钢上,即使用于断续切削,都有着成功的应用。

SWISSTURN车刀系列作为CNC数控机床的一个选择,特点是刀杆尺寸小,一致性的设计,大的正前角槽型和锋利的切削刃口。由于产生的切削力很小,SWISSTURN车刀在一些刚性很差的薄壁件上也有着成功的应用。

更佳的切断刀具

切断加工对于刀具来说很艰难,因为随着刀具接近中心线,产生的切削力和摩擦也不断增加。今天对于直径小于12.5 mm (0.492〞)的工件都可以用ISCAR的PENTACUT五角霸王切断刀,这种五角形的硬质合金刀片每个角(共有5个切削刃口)都是大的正前角。无需拆下刀杆就可以实现刀片转位(图1)。

PENTACUT车刀显示出当今小零件加工刀具的两个趋势:功能多样性和加工通用性。使用更大的型号和不同的刀片材质,这种PENTACUT切断刀已经在切槽、清根、倒角和切断标准尺寸工件上,成功应用了数年。现今,采用超细硬质合金粉末的IC1008刀片材质和正前角的J形断屑槽,已经证明非常适合于小零件加工。

对于更具挑战性的切断加工和狭窄空间加工,DO-GRIP 和 JETCUT-双头霸王刀系列则是致胜的法宝。二者的特点是节省了刀座的空间(没有螺钉和传统夹紧机构)和内冷孔,这样有助于排屑, 避免了刀具和工件过热(图2)。

对于切断和适度的外圆切槽,客户使用报告表明CUT-GRIP是非常成功的。CUT-GRIP可以实现多方向车削和切槽。它的设计可以在切削比刀片宽的槽时,把侧向力相抵消,从而降低了刀片断裂的风险。更宽的槽和仿形槽会需要更结实的刀具,比如ISCAR 的VLOCK刀具,这种刀杆更厚,有着V形刀片座(图3)。

孔加工刀具

在主流的小零件孔加工和不够理想的加工平台上,可换钻尖的钻头,比如流行的新SUMOCHAM束魔变色龙钻有着更好的经济性并且可以在主轴上直接更换钻尖。只有可换钻尖为硬质合金,钻杆是合金钢的,这样比整体硬质合金的成本低,并且可以承受更大的冲击和振动。同时还有多功能的益处,同一根钻杆上可以使用一定范围直径的钻尖或者不同类型的钻尖,每一种都用于特定的工件材料:碳钢和合金钢、不锈钢和高温合金、铸铁、铝合金。这种SUMOCHAM束魔变色龙钻集成了CHAMDRILL和ISCAR最新的SUMO束魔技术表面处理,把进给率和刀具寿命提高了至少40%。两种钻头都可以提供内冷却供应的选择,这样对于更深的孔是很有益的(图4)。

铣刀

对于不断增长的不对称的电子和生物医学零件,需要越来越多的铣削。我们期待着这种趋势的延续。这也是为什么很多小零件机床制造商在它们的产品上增加了铣轴,或者提供小型的配置全面的CNC车铣中心。

ISCAR推出了小直径的可换头的铣刀。最新的范例就是MULTI-MASTER变形金刚可换头铣刀。刀杆还夹在主轴上,仅仅需要几秒钟,就可以换上不同的铣刀头,用于方肩铣,铣槽,小面积面铣,仿形,钻孔,倒角和各种坡走加工(图5)。

新型涂层带来挑战

在医疗零件制造业的一个主要的不同点是:90%以上的植入物都是用钛合金Ti6Al4V制成,也会用一些不锈钢,但是外科医生更偏爱钛合金,因为钛合金的强度-重量比和与人体组织的附着性更好。

与我们所熟悉的铁族金属和铝合金相比,钛合金更难加工。可以把它想象成一种不锈钢,但是强度更高,纤维化的切屑,在刀具的切入和切出点更容易有崩刃。硬质合金刀具无需涂层,因为加工钛合金不像加工铁一样会有化学反应,但是一定要保持刃口锋利。为了在高速加工时防止过热,推荐使用PVD涂层的刀片,比如IC908-IC907-IC1008。

目前,ISCAR已经专门针对钛合金研发了一系列的小零件加工刀片,基本上都可以用于以上提到的刀杆。它们的共同特征是都有非常锋利的刃口,研磨或者精磨的表面,从而获得超高的表面质量,拒绝产生积屑瘤。实际上都可以提供硬质合金IC908材质,它在航空航天业加工钛合金盛行了几十年。到现在为止,ISCAR有着小零件钛合金加工的产品阵线,包括一种超级锋利刃口的立铣刀,它有碗形和研磨的表面;整体硬质合金钻头直径小到0.8mm,有着加工钢件的槽型以及加工钛合金的铰刀槽型;四种有着侵略性的WF或者MD断屑槽的车刀片和加工钛合金的JETCUT切断刀。即将推出的是加工钛合金,最棒的TANG-GRIP重载立装自夹式切槽刀


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雷尼绍

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