刀具技術(shù)成為多功能機床發(fā)展的一項重要因素

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　　多功能機床盔鬼，就其加工能力和構(gòu)造而言他膳，擺脫了傳統(tǒng)的車削加工和加工中心的限制惦银，給沉悶的機床市場帶來幾縷火花棍厂。多功能機床的銷量在所有機床的銷量比例增加迅速望侈，一些人甚至認為，多功能機床有可能成為將來的主導(dǎo)機床勋桶。

　　多功能機床的主要優(yōu)點是在相同設(shè)置時猛疗，可以對機床進行車削、銑削牛跷、鉆削及其他操作定合。由于使用同一夾具固定，從而消除了使用多個夾具時產(chǎn)生的公差累積問題叛榆∥瓜В縮短或消除了繁冗的加工工藝，減少了換刀次數(shù)码遥，從而為企業(yè)增加了利潤服半。

　　刀具是多功能機床的一個重要因素，但相對來說班粥，又極易被忽視滤灸。即使它在機床的整體成本占用的比例很小，但對機床加工的影響而言溜勃，其影響比例與機床整體成本相比又不成比例翁旁。就加工整體而言，機床制造商和刀具供給商都趨向于新型刀具設(shè)計廉丽，即更好地體現(xiàn)機床獨特性的優(yōu)勢所在倦微。

　　Kennametal公司的技術(shù)總監(jiān)Gregory Hyatt說：“我個人認為，這些多功能機床的潛力還沒有完全發(fā)揮出來正压，”他說欣福，“實際上，在機床設(shè)計時焦履，新型刀具的設(shè)計應(yīng)更多考慮在其原來固有的操作范圍基礎(chǔ)上能否進行擴展拓劝，從而使用戶能更多地利用它的使用價值裁良≡浣”Hyatt對此有著深入的了解价脾，他將分裂技術(shù)定義為“任何開發(fā)的潛力都更具有生產(chǎn)性。當用戶買到后笛匙，在實踐操作中，感受其帶來的重大變化而將其生產(chǎn)性體現(xiàn)出來秋柄。”他又補充到主渤，“我個人認為连碎，一個好的爭論能使多功能機床名副其實”癫妫”

　　Mazak公司的產(chǎn)品應(yīng)用工程師Michael Finn說：“刀具應(yīng)用要經(jīng)歷一個不斷完善的過程弧哥。這就要求不斷研究、開發(fā)药扒，如何使其應(yīng)用在多功能機床上榆眷，無論在軟件方面還是在機床和刀具方面，如何使其應(yīng)用更加完善隙殴÷磐”Michael Finn還引證了一個齒輪銑刀的例子，該應(yīng)用要求開發(fā)控制軟件和刀具掷栋。他說：“這種軟件能增強兩個主軸的同步性端制。刀具是一個標準滾銑刀，也就是與齒輪滾銑機上所用的刀具相同邦鲫，由一個心軸支撐烛愧。該滾銑刀由銑削軸驅(qū)動，設(shè)置在轉(zhuǎn)塔刀架上掂碱，并繞B軸旋轉(zhuǎn)怜姿。我們已經(jīng)用此設(shè)置生產(chǎn)正齒輪、螺旋齒輪疼燥、外花鍵沧卢。”

　　齒輪滾銑刀應(yīng)用在機床上醉者，這一點看來有些特殊但狭，新型刀具已經(jīng)設(shè)計出來，目前正由刀具制造商Sandvik Coromant試制撬即。據(jù)該公司的刀具系統(tǒng)專家James Grimes表示立磁，這種刀具應(yīng)用在多功能機床上，同普通的車削和銑削加工相比剥槐，大大提高了生產(chǎn)力唱歧。James Grimes說：“我們新型的45度刀具支架用來支撐主軸繞B軸旋轉(zhuǎn)的多功能刀具，能保證主軸與旋轉(zhuǎn)軸成45度角助潭，此時該刀具處于最佳加工位置烙凝。這種設(shè)計避免了卡盤與B軸產(chǎn)生干涉的可能，并可進行擴展操作打且。我們有80度金剛石車刀宠录、55度金剛石車刀椅损、35度金剛石車刀進行外形加工，內(nèi)圓車刀和幾何車刀祸麸〖妫”

　　Mori Seiki美國公司的產(chǎn)品應(yīng)用經(jīng)理Gerald Owen說：“45度刀具配置通過降低上面轉(zhuǎn)塔刀架頭的作用力，也能有效地增加B軸硬度椭斜。該刀具能重新改變切削力方向衰呢，從而使機床可承重較重載荷”。

　　另外炒肚，Sandvik目前正在開發(fā)試制一種“迷你型轉(zhuǎn)塔刀架”猪出。該刀具架還是用于機床B軸酱赘，該裝置與多功能車刀組成一個單元機構(gòu)鬓催，通過滾銑主軸轉(zhuǎn)位，從而縮短換刀時間恨锚∮罴荩“一些客戶抱怨，例如猴伶，換刀時間的長短主要還要看是粗加工還是精加工课舍。”

　　James Grimes說他挎，“因此筝尾，我們將三個不同的鉆刀放進一個迷你型轉(zhuǎn)塔刀架里，用戶可以做到連續(xù)操作办桨，例如筹淫，精車、鉆孔和車螺紋呢撞，而不用回到刀庫里去取另一把刀具损姜。因此，只需0.2s的轉(zhuǎn)位時間代替1.5～2s的換刀時間殊霞〈菰模”Gerald Owen說，“迷你型轉(zhuǎn)塔刀架”也用來加工硬質(zhì)工件材料雌褥，這些材料加工時要求多面刀片轉(zhuǎn)位加工铣啰。他回憶說：“我們有一個客戶，在他們加工1～2m長的航空發(fā)動機用的Inconel-718主軸時俭般，每個刀片切削刃的使用壽命是525mm匿微。但是通過使用3座式‘迷你型轉(zhuǎn)塔刀架’后，他們能進行更快地車削雕零，并通過‘迷你型轉(zhuǎn)塔刀架’轉(zhuǎn)位到一個新刀片翎味，然后重新切削≌迓”

　　用于多功能機床上的多功能刀具看起來很靈敏民逾，Mazak公司已經(jīng)開發(fā)了一種新刀架，這種刀架可以以不同的插入方式進行固定操作和旋轉(zhuǎn)操作存研。Michael Finn解釋說垫凝，“該Flash刀具座采用靜態(tài)插入三角形式車刀、80度金剛石車刀和55度金剛石車刀苦厅。靜態(tài)定位能進行標準的切削OD和ID的粗加工和精加工仔戈，鉸孔和螺紋切削加工。當進行操作時拧廊，機床確定刀具的加工方向监徘，它同時也可用于銑削和鉆削加工中。

　　Gregory Hyatt認為吧碾，多功能刀具的設(shè)計要比Flash Tool刀具更加獨特凰盔，所以將來它會在加工時大有作為。他說：“將來倦春，我們會看到多功能刀具的應(yīng)用會和其他新型刀具一樣户敬。我們希望將一些新產(chǎn)品在6個月內(nèi)上市，機床制造商還沒有預(yù)料到這些新產(chǎn)品遠不再是機床外邊的工具箱而已睁本。因此尿庐，我們將和他們及一些CAD/CAM的供應(yīng)商一起來支持這種新型刀具的推出。在這些機床上典型應(yīng)用的人機對話操作程序更加使大家支持這種新型刀具設(shè)計”呢堰。

　　Carboloy公司的產(chǎn)品經(jīng)理Bob Goulding認為超聲波的應(yīng)用作用很大屁倔，他說：“我們有幾個刀具正在申請專利，這些刀具可以用來固定操作和旋轉(zhuǎn)操作暮胧，從而我們看到使用這些刀具的機床發(fā)展前景蛹暗，客戶要求柔性加工，這就要從刀具和機床本身兩方面來決定”磕泡。

　　Mori Seiki美國公司的Gerald Owen指出坑哥，用戶也想采用現(xiàn)有的刀具能滿足多功能機床的要求并能縮短換刀時間。他說萎括，許多使用組合式機床的公司通過使用鏜孔鉆頭來完成弦途，兩個80度菱形刀片或兩個三角形刀片，如這些刀具旋轉(zhuǎn)可與主軸旋轉(zhuǎn)反向巡蛋。其他刀具則設(shè)置在使用同一卡盤頭的鏜削之前或之后抡广。在多功能機床上，如果有效地利用刀具則可以減少換刀時間。對其他種類加工而言公掰，無論采用新刀具還是采用新技術(shù)簸翠，都可以應(yīng)用到這些機床上。

　　多功能機床上使用的車刀發(fā)展很特殊虏丹，并引起了廣泛的注意蒋毕。Sandvik公司已經(jīng)開發(fā)了一種四切屑槽硬質(zhì)合金立銑刀，用來提高加工工件表面的加工精度庵佣，在OD銑削加工應(yīng)用時歉胶，機床以C軸旋轉(zhuǎn)可以減少刀具壓力。James Grimes說：“我們使用這種四切屑槽硬質(zhì)合金立銑刀的其中兩個切屑槽形成很微小的1.5度夾角巴粪⊥ń瘢”他解釋說，“另外兩切屑槽可以進行無中心定位切削肛根，然后從切削邊緣返回一些辫塌。因此只有兩切屑槽有面接觸，而且只是在兩切屑槽側(cè)面有接觸晶通。這兩個鋒利的切屑槽就像兩個鋒利的滑片璃氢，提高了加工表面精度，另外兩切屑槽的底部不接觸狮辽，從而緩解了刀具壓力一也，因此對于一個四切屑槽切削刀，只有兩個切屑槽真正參與了面接觸喉脖∫叮”

　　Mazak公司的Michael Finn說，“這些5軸機床搂拴，他們能以不同的方式定位刀具跷塘，也就意味著能以更多方式進行加工〈该悖”另外一個關(guān)于機床功能擴展的例子是被Michael Finn稱作轉(zhuǎn)向端銑的機床跋共。他說：“我們用一個面銑刀代替了靜態(tài)刀具來對工件外徑進行粗加工，結(jié)果用了很長時間赵街，并且切屑呈帶狀絮很。”他解釋說张庄，“工件是先以一個方向旋轉(zhuǎn)戚绪，然后端銑主軸以相反的方向旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)式銑刀震裂了原本堆積在周圍的切屑”拢杠。Mazak公司也開發(fā)了一種拋光操作曙辛，其利用了主軸的反向運動原理，各種拋光輪通過一個電力應(yīng)用的4140鋼件的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)操作。

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