刀具材料的發(fā)展使硬車削得到推廣
Emeg機(jī)床公司的車削專家Ulrich Walter博士坦康,他從一個(gè)機(jī)床制造商的角度指出:與切削相關(guān)的技術(shù)(如刀具裝夾、刀具交換诡延、工件裝卸)的發(fā)展與切削技術(shù)本身的發(fā)展不相稱滞欠。他認(rèn)為,用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床進(jìn)行大批量“完整加工(Komplettbearbeitung)”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的肆良,因此筛璧,Emeg公司的做法是針對加工任務(wù)確定制造方案,包括采用復(fù)合加工(Kombibearbeitung)惹恃。盡管由于CBN刀具材料的持續(xù)發(fā)展使硬車削得到推廣夭谤,但是,磨削仍然需要巫糙,該公司的VCS系列機(jī)床能在工件的一次裝夾中完成干式車削和磨削朗儒。因?yàn)槟ハ魉玫囊彩荂BN砂輪,且僅用于精加工参淹,所以可以延長兩次修正的間隔時(shí)間醉锄,有利于提高加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。
節(jié)省換刀的時(shí)間
在總的加工時(shí)間中約有1/3在做工件測量或換刀等這樣的工作浙值,由此產(chǎn)生“換刀能否完全不占用時(shí)間的想法”恳不,Mapal公司的Dieter Kress博士如是說。能否用同一把刀具做完盡可能多的不同工步构鸭?由Mapal公司開發(fā)的圓周銑刀麸河,既可加工平面又可加工孔。例如旬性,在加工傳動(dòng)箱殼體時(shí)可以用于不同部位的加工评贫。又如被稱為Kress的“完整加工”刀具,通過相應(yīng)的設(shè)計(jì)和刀刃的布置把鏜孔、锪平面與加工過渡面枕调、臺(tái)階等組合在一起登徐,實(shí)現(xiàn)了在一次走刀中完成內(nèi)、外表面的加工堪锌。
Komet公司推出的刀具也顯示出類似的特點(diǎn)哟笨,該公司的可調(diào)精鏜刀可以加工出精度很高的孔。這把刀具靠感應(yīng)裝置提供能源肺疾,可對孔直徑進(jìn)行自動(dòng)測量母逸,機(jī)床的CNC系統(tǒng)能根據(jù)測量結(jié)果自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒叩哪p。此外届慈,如Komet公司的“U軸系統(tǒng)”徒溪,在這種機(jī)電一體化的切削裝置上刀具可作徑向調(diào)整,使刀具的加工范圍明顯擴(kuò)大金顿。
刀柄尚有潛力可挖
刀柄對加工過程的作用越來越重要臊泌。Dieter Kress博士說:盡管德國可以為HSK刀柄而感到自豪,但是對刀柄仍然要給予足夠的關(guān)注揍拆。Mapal公司已經(jīng)開發(fā)了一種實(shí)用的刀柄——HFS(Head Fitting System)系統(tǒng)渠概,該系統(tǒng)有切削液通道,操作簡單嫂拴,使用可靠播揪,裝夾精度高,可夾持CBN筒狠、PCD猪狈、涂層刀具等高精度刀具。
復(fù)合機(jī)床的應(yīng)用對刀具提出了新的要求辩恼。復(fù)合機(jī)床售價(jià)貴罪裹,它在日本已有15%的市場份額,使用復(fù)合機(jī)床可在一次裝夾中完成如車迄咸、銑茶踪、磨等各種加工。在復(fù)合機(jī)床加工中需要的刀柄應(yīng)載有供控制的和供IT共享的刀具數(shù)據(jù)屿钥〗踢矗“為此,我們必須制訂一個(gè)新的通用的語言標(biāo)準(zhǔn)坎市∷煌”Sandvik Coromant公司的Eric Tjernstroem提出了這樣的看法。Tjernstroem還列舉了一個(gè)Mazak公司的例子盹馅,該公司的機(jī)床已經(jīng)可用B躁银、Z愿航、X軸的聯(lián)動(dòng)進(jìn)行加工,在這樣的機(jī)床上進(jìn)行“完整加工”蔑辽,B軸甚至要轉(zhuǎn)45°身音,用一般的刀具是不可能的。由Sandvik公司開發(fā)的“Twin-Tool”刀夾触尚,由于多功能的切削角度叔收,同一個(gè)系統(tǒng)可用于車削和銑削,用同一個(gè)刀片可進(jìn)行粗傲隶、精加工饺律。
微量潤滑(MMS)仍是熱門話題
很多年以來,人們一直試圖減少切削液的用量跺株,甚至完全不用复濒。由于切削液處理只過濾掉比0.03mm大的雜質(zhì),因此乒省,每排放1000L乳化液平均要付9分錢的排污費(fèi)巧颈,這對于大批量生產(chǎn)是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。如在汽車傳動(dòng)箱殼體的加工中作儿,每個(gè)工件分擔(dān)的排污費(fèi)約40分,這相當(dāng)于全部刀具費(fèi)用的30%~40%馋劈。福特汽車公司的Alexander Stoll說攻锰,該公司已把微量潤滑技術(shù)應(yīng)用于汽車動(dòng)力系統(tǒng)零件的加工。例如妓雾,在控制閥生產(chǎn)線娶吞,一個(gè)鋁合金殼體的壓鑄件采用準(zhǔn)干切削,產(chǎn)品的質(zhì)量和加工的效率不受影響屁坛,而加工成本可顯著降低肖糖。然而Stoll指出,改用微量潤滑必須慎重宽缎,因?yàn)樵诟咝Ъ庸ず透汕邢髦锌刂茻崃康膫鞑ズ蛿U(kuò)散是一個(gè)很大的難題睹蜈。在該公司的Vorfeld廠,就借助熱象儀和非接觸式傳感器對熱量的傳遞和分布作精確的分析着雪,并借此改進(jìn)加工過程牲课。福特汽車公司在批量生產(chǎn)中的做法是把與受熱區(qū)相關(guān)的80%部位由PT100傳感器監(jiān)控,每隔4s采樣的數(shù)據(jù)被用作控制信號瞎励。
Grob公司的Thomas Glueder也報(bào)告了類似的情況女灸,該公司作為設(shè)備制造商在缸體和變速箱的加工中使用1個(gè)或2個(gè)通道的MMS系統(tǒng)。Grob公司從1996年就開發(fā)干切削的機(jī)床蒜肥,由于那些機(jī)床是臥式的但雨,床身就承接著切屑蕉妇。這些經(jīng)歷表明,缺少有關(guān)溫度分布的知識及應(yīng)有的處理螺谅,要把MMS用在大批量生產(chǎn)中是很難的腹忽。因此,在新的項(xiàng)目中需預(yù)先對刀具算吩、夾具等進(jìn)行溫度控制留凭。
Gühring公司的Peter Haenle指出使义,MMS不僅在經(jīng)濟(jì)上比一般的濕式加工有優(yōu)越性选从,而且還有助于切屑處理,該公司在整體硬質(zhì)合金鉆頭上采用MMS取得了明顯的效果品嚣。在這種新型鉆頭上压昼,由于采用了正前角不僅使切屑溫度更低求冷、長度更短,也更容易從切削區(qū)清走窍霞,同時(shí)匠题,鉆頭還采用了適合MMS的槽型和專門的排屑槽涂層,也使MMS的空氣介質(zhì)與澆注乳化液的冷卻方式相比達(dá)到了十倍的流速但金。MMS的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是切削液用量少韭山,Gühring公司的一個(gè)用戶在曲軸上鉆削油孔(孔深20D),加工時(shí)不必倒屑冷溃,進(jìn)給速度比硬質(zhì)合金單刃鉆提高10~12倍腻危,MMS的消耗為每小時(shí)15ml,還延長了刀具的壽命碰素。
來自多特蒙得大學(xué)切削加工學(xué)院的Klaus Weinert教授指出另一種情況雇法,在切削加工使用量越來越多的高合金鋼時(shí),可指望一種更新的冷卻方法媒邀,采用“干水”嗜吉。
全面掌握刀具制造技術(shù)
Walter公司的刀具專家報(bào)告了該公司采用大的正前角使切削力減小、從而提高加工效率的做法滴推。該公司的Michael Mueller博士展示了幾何角度熄自、刀具材料、涂層三者優(yōu)化搭配的效果仪从,這種做法也是現(xiàn)在的一種趨勢诲有,除了涂層工藝以外,硬質(zhì)合金燒結(jié)工藝起著決定性的作用橘忿。
Kennametal公司的Tilo Krieg博士作了類似的說明药封,刀具制造商均掌握有專有技術(shù),用戶應(yīng)當(dāng)關(guān)注這些專有技術(shù)侯选。他列舉了該公司的SiAlON陶瓷吠谢,這種陶瓷材料尤其適合加工高溫合金和鑄鐵土童,是通過專有的工藝技術(shù)開發(fā)的刀具材料,在加工鎳基高溫合金時(shí)與一般的Si3N4相比可顯著提高刀具壽命工坊,還可節(jié)省加工成本1/4献汗。
會(huì)議報(bào)告還提到一種設(shè)計(jì)刀具的有限元軟件,其特點(diǎn)是對于確定的刀具類型可定義特定的也是重復(fù)出現(xiàn)的載荷或應(yīng)力狀況王污,軟件的計(jì)算模塊包括刀具的各個(gè)部件罢吃,如刀體、夾緊和調(diào)整元件等昭齐。
一個(gè)永恒的話題
在挑選報(bào)告的時(shí)候尿招,研討會(huì)的籌辦方選出了22篇報(bào)告,包括近幾年刀具方面的共同課題——加工策略阱驾、切削技術(shù)就谜、測量技術(shù)及批量生產(chǎn)技術(shù)。
值得注意的是里覆,在會(huì)上發(fā)言的大多數(shù)用戶企業(yè)似乎都較少為切削效率擔(dān)心丧荐,更多的是對縮短總的加工時(shí)間——這個(gè)永恒話題的關(guān)注。正如來自Daimler Chrysler公司的Weldemar Zielasko所說哮瓦,眼下我們又該為縮短輔助時(shí)間做點(diǎn)事了圣辩。
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