饮料灌装和包装机器上的控制凸轮是用预调质工具钢42CrMoS4制造的，上面必须铣出一个30×15mm的槽。通过使用这种带有特殊TiAIN涂层的VHM带柄铣刀代替镶有可旋转刀片的铣刀可以使每个零件的加工时间缩短约100min。因此现在每班能够生产6个控制凸轮，而之前却只能生产2个。

图1　通过把镶有可旋转刀片的铣刀换成整体硬质合金铣刀能够实现在控制轮盘上铣槽时，让加工时间从145min缩短到40min
为了保持在饮料灌装和包装设备方面的市场领先地位，Krones股份公司一直致力于优化生产程序和降低制造成本。20多年来，该企业接受Hoffmann 集团的咨询，为了保证刀具的质量，通过采用整体硬质合金铣刀。Krones在其所在地Nittenau生产一个控制凸轮的加工时间明显降低了——而且是预调质的非常难切削的工具钢。现在企业每班生产6个这样的工件，而以前在同样的时间里只能生产2个。

Krones的目标是优化控制凸轮的生产。它几乎是Krones生产的每台饮料灌装和包装机器上都必备的核心零件，因此需要大量生产。这个零件借助于一个滚珠轴承控制饮料灌装和包装机器上的机械程序，由一个盘形凸轮组成，上面铣出一个30×15mm、刀尖圆弧半径1mm的槽。这个槽以后用于紧固一个螺栓型滚轮滚针轴承，因此需要它的表面质量非常高。因为槽的表面均质度越高，以后螺栓型滚轮滚针轴承运转起来越平稳。

总体说来，Krones生产的设备必须符合食品行业的前进步伐。这就是说，必须使用不锈的、耐化学侵蚀的金属材料。Krones生产控制凸轮使用预调质工具钢42CrMoS4 Extra。在加工之后还要进行渗氮处理。通过特殊的铬和钼合金使材料非常坚硬、不易变形，因此很难切削。这种特殊的合金会使切削刃产生严重磨损。正是由于这种材料的坚固性才经常在机器上使用。并且在预调质阶段使用会很容易做渗氮处理。

对于刀具来说重要的是，要保证切削过程的可靠性、很高的耐用度并显著缩短其加工时间。此外夹持工件不稳定，还对切削提出了额外的要求。在使用Garant-VHM铣刀成功的经验以及Krones加工不锈钢的事实基础上，选择DIN标准长度的 VHM带柄铣刀——Blauring。铣刀的主要优点一方面在于不锈钢的加工，另一方面其加工高硬度工具钢时具有很高的稳定性。

这种高效铣刀在HPC切削领域里涂有一层特殊的TiAIN涂层。它能保证热硬度、很高的抗氧化性能和较低的导热性。刀具明显的特点是它的形状，4刃拥有一个不可比的齿分布和不对称螺距。这就是说，螺旋线上升不是连续的，而是变化的。由此得出，刀刃的正切压力角在进入材料时不断变化。由此力不对称地作用到工件上。结果是刀具得到很高的振动稳定性，使运行很少振动，有利于机器。所有这一切都导致槽在铣削过程中有很高的精确度。

图2　在Krones公司，几乎所有的饮料灌装和包装机器上都要使用控制凸轮，因此需要大批量生产　　

特殊几何形状利于平稳运行

工件在机床加工中心Deckel DMC125和 DMC200上加工。过去为了优化同心度，采用了一个收缩卡盘。Krones使用VHM带柄铣刀40min就完成了复合加工程序。而此前为这道工序所用的镶有可旋转刀片的铣刀需要大约145min。为了把原来的加工时间缩短几乎1/4，必须调动所要的参数。在铣槽的时候，机床2500r/min，切削速度达到160m /min。走刀1000～1200mm /min，而每齿走刀0.1～0.2 mm。

通过Garant带柄铣刀缩短的加工时间明显地影响了工件的总体加工周期：用镶有可旋转刀片的铣刀每班大约加工2个控制凸轮，现在Krones使用VHM带柄铣刀每班能够生产6个。因为几乎在每一台饮料灌装和包装机器上都必需用这种控制凸轮，所以每个月需要很多这种控制凸轮。每个零件节约下来的大约100min对于总体来说影响非常大，这包括节省了装调时间和刀具成本。因为刀具的耐用时间与以前所用的镶有可旋转刀片的铣刀相比几乎延长了一倍，现在刀具的使用寿命达到了240min。此外还有一个优点是切削深度约为以前的6倍。

Krones对刀具的期望实现了。鉴于非常紧的时间安排，效率提高200%多意味着制造程序明显优化了。企业在这些经验的基础上把其他机器上使用的镶有可旋转刀片的铣刀用VHM带柄铣刀替换了下来。

图3　Krones瓶装设备上的大量零件使用了42CrMoS4预调质工具钢