瓦尔特：设定非标刀具标杆，不断创造光辉业绩

对于总部位于德国图宾根的精密刀具制造商瓦尔特的工程师们来说，他们不仅仅是为了工作而工作：而是抓住一切机会，将其技术专长直接服务于专业的终端用户。因此，他们往往从技术层面给出一些确实必须的专业解决方案。瓦尔特提供个性化的方案和刀具几何尺寸，彰显他们在控制生产成本方面的出色表现。

瓦尔特的产品样本列出了约45,000种标准刀具，但是即使是这样庞大的产品系列，也无法面面俱到，不可能满足所有用户的要求。因此，定制解决方案部门就应运而生了。“非标刀具是我们的热门话题”，瓦尔特业务应用开发部总监Andreas Elenz说，“仅拿图宾根-公司总部来说，我们在此领域就有大约50名技术人员，公司内部的加工能力随时能满足定制加工要求。其中主要原因有三：一是除了标准刀具外，定制加工是一种高产量高回报的业务。二是高效的非标刀具是敲门砖，为后续标准系列产品的业务开展起到抛砖引玉的作用；三是我们的座右铭一直勉励着我们：Those who master what is difficult must also be good at what is easier（那些能掌握困难的也必定擅长于简单的）。后两个原因比第一个原因更加重要：我们的定制能力在非标刀具领域得到最佳体现。”

定制设计解决方案：简单标准产品的衍生品

非标刀具基本上可分成三类：1.基于标准刀具的衍生品；2.一刀多用（复合刀具）；3专刀专用（复杂非标）。

第一类非标刀具又可分成两小类：第一小类是除了至少一个参数有差异外，其他几乎与标准刀具完全一致，例如不同直径的钻头就属于这一小类。对于这些衍生品特别是整体硬质合金钻头、铣刀及HSS－E （PM） 螺纹切削刀具而言，需要变化的参数数量少。这就是为了缩短交货时间，这种变型也是Walter Xpress（瓦尔特速致）刀具的典型备选产品。非标刀具利用在线配置系统设计。“用户选择标准刀具系列中没有的偏差参数。” Elenz说。交货时间只需三周。

细微变化，性能卓越。

第二小类也是基于标准产品的衍生品，但调整过程较为复杂。刀具不仅仅填补了用户的空白，还提高了生产效率，来看看Andreas Elenz的举例说明：“例如，用户向加工一件不常用的材料，虽然我们的产品样本中有适合的可转位刀片类型，但并非专门用于这种材料。于是，我们就分析现场的加工应用类型，并计算期望的切削速率。如果数量大，很有潜力，那么我们就使用专用刀片，例如采用不同的涂层、不同的基体或不同的切削刃形状。”对于非标刀具，为了达到最佳的经济效益，必须充分发挥定制技术专长和经验的作用：用户的生产效率应当比使用标准解决方案更高。

最初，产品样本上不会有这类刀片。但是，在特殊解决方案得到实践证明后，可能作为标准产品生产。“当然，这是最理想的结果，”Elenz说。“例如，与在早期就使用新材料的行业潮流引领者合作时，可与他们一道开发优化的工艺。”

多道工序，一次完成。

除了从标准刀具衍生外，第二类非标刀具便是“一刀多用”。典型示例：在工件上分三级钻孔，而且每一级的孔径不同。采用标准解决方案，很容易完成这种：每次使用不同的钻头，依次钻孔即可。可是，这样会存在倒角问题。每级加工完毕后，必须更换刀具，这需要花大量时间。当采用“一刀多用”方案后，这种工艺的效率会高得多。使用一级钻头，就可沿着设定好的长度，钻通三种不同直径的孔，包括两级倒角——五道工序，一把刀具搞定。

至高效率，至高精度。

 “专刀专用”是根据用户规范研制的也是最复杂的非标刀具。他们需要更加复杂的加工工艺，并且对需要加工的工件提出更为精确的形状。这需要最高级别的定制专门技术。Elenz说：“蒸汽涡轮机或燃气涡轮机就是一个典型的例子，在能源行业，有很多工程都需要非标刀具。采用复杂高精密非标成形刀具加工的经典案例就是所谓的“圣诞树”外形。涡轮机叶片装在有圣诞树状阶梯槽的转子上。这种沟槽从实心块分多级铣到转子内部。粗加工使用铣槽刀和喇叭口铣刀，精加工和半精加工使用“圣诞树”成形铣刀。”

从首次讨论到下订单通常需要2～4个月，完工还需要10～12周。一般情况下，只有1～2种这类刀具可用。尽管首次投入较高，但是用户购买这些产品还是物超所值，能大大提高生产效率。这是因为使用标准刀具加工复杂外形的确耗时。但是，使用专用非标刀具可一步完成，这省时省钱，何乐而不为？

成本节省浪潮

2012年，瓦尔特申请了汽轮机转子加工刀具的专利，通过非标刀具展示了其对加工成本潜力的又一挖掘。作为世界领先的刀具专家，图宾根的工程师们正在提供模块化的钟罩型铣刀。这种方案是基于一个圆形的刀具本体，其半径根据被加工圆弧型叶根槽半径的最小和最大值而决定。在此范围内，在刀具本体上使用八个可跟换的模块化刀座加工任何半径的叶根槽。依据半径，刀具本体有三个或更多的刀座安装接口。同时根据半径要求，八个模块化刀座均可在定位槽中不同定位销位置安装。通过横向偏移组合，将刀座安装到位。“刀座上有安装互换的定位槽”瓦尔特零件经理Walter Schädle说，“通过刀座上的定位键固定在刀体安装槽内，并通过槽内的安装键来径向定位。采用这种方式，可实现精密定位。我们还可达到必要的跳动量和同心度，这些必须非常精密。对于单体方案，其精度达±0.02毫米。这对切屑刃的刀具寿命也有影响。当然，必须使用模块化方案，才能达到这种性能。

对于不止一根轴的批量加工，用户可节省大量的刀具成本。最初，新的瓦尔特模块解决方案成本要高出约30％。但是，只要不同直径的新轮廓加工成功，就开始有回报。与整体钟罩型铣刀不一样，涡轮机制造厂只需要新设计的非标刀座，这些刀座可插入任何一个刀具本体安装槽内。与整体解决方案相比，采用此系统加工第三种叶根槽可节省50％或以上的成本。如果每把刀具的单价已知，这样节省的成本非常可观。

加工的关键及用户关怀

非标刀具是刀具制造的“名片”。它对工程师的技术专长提出了特殊的挑战，因为用户最关切的往往就是采用这些刀具作业。这也是选择刀具合作伙伴的重要依据。“用户说：能为我们这道工序提供最佳方案的人，在其他方面的表现肯定不错。因为除此之外的其他任何事情都只是辅助性的，尽管有必要，但不是关键问题。这些是零件的功能性外形，最能体现用户的个性和专长，所以对我们来说，也是一种挑战。”换句话说，优秀的非标刀具为附加标准产品系列业务扫清一切障碍。

Elenz满怀信心地说：“专用非标刀具最能体现工程师的聪明才智、刀具设计和生产的最高水平。对于涡轮机来说，尺寸精确性和表面光洁度质量至关重要。表面损坏会造成裂纹。如果出现这种情况，上千万的昂贵工件不可能取得成功。此时，用户信任刀具合作伙伴的表现是非常重要的，因为铣削是最后的工序之一。至此，零件已经拥有了巨大的附加值。只需要长期合作和高度信任，而且这种信任不是白白地付出。这就是我们的工作方向和目标所在。”

图片1：“圣诞树”铣刀

图注1：瓦尔特取得专利的涡轮机轴沟槽精加工可转位刀片解决方案，可保证最高的表面质量和最高精度。

图片2：反镗刀

图注2：反镗刀的伸缩式切屑刃臂可加工钻孔的后侧，无需重新夹装工件。

图片3：模块化钟罩型铣刀

图注3：瓦尔特零件经理Walter Schädle将螺纹连接的刀柄插入模块化钟罩型铣刀的换刀工位1。“当然。我们的整体钟罩型铣刀的出色性能需要采用模块化方案才能得以实现。”

图片4：人物

图注4：图宾根瓦尔特业务应用开发部总监Andreas Elenz充分了解他们工程师的技术专长。用户最关心的是经济效益优势：“专用非标刀具最能体现工程师的聪明才智、刀具设计和生产的最高水平。用户信任刀具合作伙伴的表现至关重要，我们一定要取得这种信任。”       

图片5：各种非标刀具

图注5：瓦尔特刀具组合包括要求非常严格的客户的高效解决方案，能源行业和汽车行业特别需要大量最复杂的非标刀具（从左前方到右前方）：“圣诞树”半精加工仿形铣刀（超大号）、用于气缸内部加工的带有活动切屑臂的拉杆刀具、模块化喇叭口铣刀盒、加工轴承直径的曲轴铣刀（轻型设计）、加工气缸本体和大梁底架轴颈的非标刀具。

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