模塊化刀具系統(tǒng)
當(dāng)今市場已成為買方市場梅肤,隨著市場的國際化颊姻,企業(yè)間的競爭也越加激烈囊嘲,由于技術(shù)的飛速發(fā)展鹿脯,產(chǎn)品壽命周期逐漸縮短践斟,從而導(dǎo)致客戶需求呈現(xiàn)多樣化與個性化,定制產(chǎn)品數(shù)量減少抵师,但同時要求交貨期短顶赎,成本低,質(zhì)量高坤学。這就要求生產(chǎn)企業(yè)以大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行量少的定制產(chǎn)品的生產(chǎn)疯坤,即所謂MassCustomization(大批量定制生產(chǎn)},要實現(xiàn)他有多種方法深浮,其中模塊化制造系統(tǒng)是一種針對技術(shù)難度一般的產(chǎn)品的新制造系統(tǒng)贴膘,是一種在標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立起來的柔性系統(tǒng),其特點是:當(dāng)有一新產(chǎn)品投產(chǎn)時,標(biāo)準(zhǔn)化的模塊可以快速組成一個新制造系統(tǒng)洋闽,當(dāng)產(chǎn)品完成后玄柠,組成的制造系統(tǒng)可以拆卸來用于其他新產(chǎn)品制造系統(tǒng)。這個系統(tǒng)廣義上應(yīng)包括:1诫舅、加工基本模塊羽利;2、模塊化驅(qū)動單元刊懈;3这弧、模塊化刀具和夾具;4虚汛、可重構(gòu)的控制系統(tǒng)匾浪。當(dāng)加工設(shè)備基本固定或已有時,最活躍最常用的就是模塊化刀具和夾具系統(tǒng)珊辛。
由于模塊化刀具系統(tǒng)有如此的優(yōu)越性,所以各國刀具廠家競相開發(fā)自己的刀具障渡,其中在國際上使用較廣泛的有德國KOMET公司的ABS系統(tǒng)报案、瑞典SANDVIK公司的VORILOCK系統(tǒng)和美國KENNAMETAL公司的KM系統(tǒng)篙袄。由于各公司所開發(fā)的系統(tǒng)都有專利保護(hù)的原因簿翔,使得其他刀具廠家不能夠仿制瓢宝,這就使得各刀具廠所生產(chǎn)的模塊系統(tǒng)不可互換,使用廠家選購起來比較麻煩捂臣。前幾年铃挠,德國MAPAL公司與GURING公司聯(lián)合開發(fā)的HSK系統(tǒng)已被確定為德國DIN69893標(biāo)準(zhǔn),將模塊化刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化過程推進(jìn)了一步堡掏。HSK系統(tǒng)為中空膨脹式夾緊系統(tǒng)应结,在主軸高速旋轉(zhuǎn)狀況下(10000r/min以上)可以體現(xiàn)出優(yōu)越性來,其重復(fù)定位精度為軸向1μm泉唁,為KOMET-ABS系統(tǒng)的二分之一鹅龄。但HSK刀柄和卡夾的制作比較復(fù)雜,價格相對較貴亭畜。而ABS系統(tǒng)制作比較簡單扮休,精度能滿足要求拴鸵,目前國內(nèi)也在大批制作玷坠。見圖1。但由于國內(nèi)與國外的加工水平尚有差距劲藐,使得國內(nèi)的ABS系統(tǒng)不能完全替代進(jìn)口產(chǎn)品八堡,所以應(yīng)當(dāng)了解國內(nèi)和國外刀具之間的差異,取長補(bǔ)短聘芜,這樣才能在保證加工質(zhì)量情況下降低刀具費用兄渺。
ABS刀具連接系統(tǒng)原理
ABS是一個連軸系統(tǒng),系統(tǒng)的一部分(如:ABS錐柄和ABS法蘭接盤)帶有一個孔和與之垂直的兩個螺紋磁揽;另一部分(如:刀具)備有一個帶徑向孔的榫子寝典。后者帶有一個可移動的滑銷,滑銷的一端是內(nèi)圓錐伺亭,另一端則是外圓錐缅坯。
調(diào)節(jié)螺絲在內(nèi)圓錐中發(fā)生作用,并推動滑銷藐捉,一直到滑銷的外圓錐碰到另一個螺絲的內(nèi)圓錐為止铭歪。在兩個內(nèi)外圓錐交接處,各產(chǎn)生一個法向力氛玛。這個法向力可以看作為一個直角三角形的長邊搀薛。兩個軸向的分力相加,兩個水平方向上的力卻因為相反的作用而相互抵消。理論上(不考慮摩擦)稻填,軸向張力是傳遞過來的夾力F1的兩倍字钓,傳遞過來的緊固力平均地分布在兩個相互連接處,使得支承度也相等恰壁。
在ABS系統(tǒng)中姊象,兩部分大面積的鋃合連接,使它能傳遞大力矩晓褪。在大切削力的負(fù)荷下(一般以轉(zhuǎn)矩出現(xiàn))堵漱,一個連接部分與另一個連接部分之間會發(fā)生輕微的扭轉(zhuǎn),緊固零件之間的接觸面也會因此而導(dǎo)致張力擴(kuò)增(可以增至50%)涣仿。如此一來勤庐,就先提高了刀具的剛度;其次好港,當(dāng)作用力突然發(fā)生巨大變化的時候(比如刀刃折斷和切削中斷)愉镰,這個微小的扭轉(zhuǎn)能產(chǎn)生阻尼作用。這種阻尼作用能保護(hù)刀具連接器钧汹、主軸和驅(qū)動裝置不受損壞丈探。實際上,刀刃常常發(fā)生損壞的現(xiàn)象(比如由于快速運動中發(fā)生碰撞)拔莱,但是在ABS連接系統(tǒng)上則不會發(fā)生由此引起的損壞碗降。
刀具系統(tǒng)上使用的刀具
作為模塊化刀具系統(tǒng)、高速鉆頭和精密鏜刀的生產(chǎn)商之一的KOMET公司塘秦,其生產(chǎn)的刀具系統(tǒng)使用刀具時遗锣,在通用性、精度湾蝙、效率、刀片耐用度以及剛性和切削抗振性方面都有優(yōu)良的表現(xiàn)螃妨。
提高生產(chǎn)率另一辦法為合并工序惰绘,減少輔助時間與重合切削時間,用多功能組合刀具取代功能單一的標(biāo)準(zhǔn)刀具耐叽,這是一個極為有效的辦法蟀蛆。ABS刀具系統(tǒng)上可以安裝多種多樣的組合刀具,可以一次鉆鉸录抖、粗鏜男沛、精鏜加工孔,包括階梯孔两候,帶倒角滞泣、帶內(nèi)槽孔包括盲孔等。
比如加工鑄鐵剎車系殼體孔與槽的組合刀具,它由一把鉸刀和滑板切槽刀組成奋屠,首先由鉸刀鉸孔橄霉,然后整把刀具繼續(xù)在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn),由滑塊帶動兩切槽刀進(jìn)行徑向切槽拄央,此時鉸刀的刃帶起支承作用芋甸,滑塊的運動需用專用裝置驅(qū)動滑塊拉桿滔吠。為使這套組合刀具能在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床上使用,KOMET公司為此開發(fā)機(jī)電一體化可調(diào)滑動元件钱慢,在刀桿中內(nèi)置一可控電機(jī),驅(qū)動刀具里的旋轉(zhuǎn)軸卿堂,直接控制滑板移動束莫。KOMET公司的專利-ABS系統(tǒng)在世界上已有136個工具廠購買,其中知名的有INGERSOLL御吞、SECO麦箍、三菱、MAPAL和MICROBORE等陶珠。國內(nèi)的哈爾濱量具刃具廠挟裂、成都量具刃具廠、廣州工具廠也在大批量制作揍诽。這樣使得購買ABS工具系統(tǒng)非常容易诀蓉,并且使用ABS系統(tǒng)也具有一定連續(xù)性。通過國內(nèi)ABS系統(tǒng)(CABS)與國外ABS系統(tǒng)的適當(dāng)組合竖枚,可以獲得很好的性價比劝讯,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。
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