多功能機(jī)床巨脚，就其加工能力和構(gòu)造而言，擺脫了傳統(tǒng)的車削加工和加工中心的限制品救，給沉悶的機(jī)床市場帶來幾縷火花。多功能機(jī)床的銷量在所有機(jī)床的銷量比例增加迅速他景，一些人甚至認(rèn)為捅振，多功能機(jī)床有可能成為將來的主導(dǎo)機(jī)床。

    多功能機(jī)床的主要優(yōu)點(diǎn)是在相同設(shè)置時(shí)托足，可以對機(jī)床進(jìn)行車削怯糠、銑削、鉆削及其他操作妒穷。由于使用同一夾具固定瓦统，從而消除了使用多個(gè)夾具時(shí)產(chǎn)生的公差累積問題∠鹬郏縮短或消除了繁冗的加工工藝金矛，減少了換刀次數(shù)，從而為企業(yè)增加了利潤倘潜。

    刀具是多功能機(jī)床的一個(gè)重要因素绷柒，但相對來說，又極易被忽視涮因。即使它在機(jī)床的整體成本占用的比例很小废睦，但對機(jī)床加工的影響而言，其影響比例與機(jī)床整體成本相比又不成比例养泡。就加工整體而言嗜湃，機(jī)床制造商和刀具供給商都趨向于新型刀具設(shè)計(jì)，即更好地體現(xiàn)機(jī)床獨(dú)特性的優(yōu)勢所在澜掩。

    Kennametal 公司的分裂技術(shù)和突破技術(shù)總監(jiān)Gregory Hyatt說：“我個(gè)人認(rèn)為购披，這些多功能機(jī)床的潛力還沒有完全發(fā)揮出來，”他說肩榕，“實(shí)際上刚陡，在機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)，新型刀具的設(shè)計(jì)應(yīng)更多考慮在其原來固有的操作范圍基礎(chǔ)上能否進(jìn)行擴(kuò)展株汉，從而使用戶能更多地利用它的使用價(jià)值筐乳。”Hyatt對此有著深入的了解，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)性涨给。當(dāng)用戶買到后拂谆，在實(shí)踐操作中，感受其帶來的重大變化而將其生產(chǎn)性體現(xiàn)出來念肆⌒崭伲”他又補(bǔ)充到“我個(gè)人認(rèn)為，一個(gè)好的爭論能使多功能機(jī)床名副其實(shí)徊疆°祮”

    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(gè)不斷完善的過程。這就要求不斷研究棉莹、開發(fā)秃标，如何使其應(yīng)用在多功能機(jī)床上，無論在軟件方面還是在機(jī)床和刀具方面亡荞，如何使其應(yīng)用更加完善篡话。” Michael Finn還引證了一個(gè)齒輪銑刀的例子水孩，該應(yīng)用要求開發(fā)控制軟件和刀具镰矿。他說：“這種軟件能增強(qiáng)兩個(gè)主軸的同步性。刀具是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)滾銑刀俘种，也就是與齒輪滾銑機(jī)上所用的刀具相同秤标，由一個(gè)心軸支撐。該滾銑刀由銑削軸驅(qū)動(dòng)宙刘，設(shè)置在轉(zhuǎn)塔刀架上苍姜，并繞B軸旋轉(zhuǎn)。我們已經(jīng)用此設(shè)置生產(chǎn)正齒輪悬包、螺旋齒輪衙猪、外花鍵〔冀”

    齒輪滾銑刀應(yīng)用在機(jī)床上垫释，這一點(diǎn)看來有些特殊，新型刀具已經(jīng)設(shè)計(jì)出來撑瞧，目前正由刀具制造商Sandvik Coromant試制棵譬。據(jù)該公司的刀具系統(tǒng)專家James Grimes表示，這種刀具應(yīng)用在多功能機(jī)床上预伺，同普通的車削和銑削加工相比唠俄，大大提高了生產(chǎn)力。James Grimes說：“我們新型的45o刀具支架用來支撐主軸繞B軸旋轉(zhuǎn)的多功能刀具早斯， 能保證主軸與旋轉(zhuǎn)軸成45o角杜戈，此時(shí)該刀具處于最佳加工位置邪涕。這種設(shè)計(jì)避免了卡盤與B軸產(chǎn)生干涉的可能，并可進(jìn)行擴(kuò)展操作哩敞。我們有80o金剛石車刀、55o金剛石車刀蝉狭、35o金剛石車刀進(jìn)行外形加工点级，內(nèi)圓車刀和幾何車刀。

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

    另外趾迈，Sandvik目前正在進(jìn)行的開發(fā)試制一種稱作“迷你型轉(zhuǎn)塔刀架”。該刀具架還是用于機(jī)床B軸烤惊，該裝置與多功能車刀組成一個(gè)單元機(jī)構(gòu)乔煞，通過滾銑主軸導(dǎo)引，從而縮短換刀時(shí)間柒室。 “一些客戶抱怨渡贾，例如，換刀時(shí)間的長短主要還要看是粗加工還是精加工雄右】丈В”

    James Grimes說，“因此擂仍，我們將三個(gè)不同的鉆刀放進(jìn)一個(gè)迷你型轉(zhuǎn)塔刀架里囤屹，用戶可以做到連續(xù)操作，例如逢渔，精車肋坚、鉆孔和車螺紋，而不用回到刀庫里去取另一把刀具肃廓。因此冲簿，只需0.2s的導(dǎo)引時(shí)間代替1.5～2s的換刀時(shí)間∑梁”Gerald Owen說吓缴，“迷你型轉(zhuǎn)塔刀架”也用來加工硬質(zhì)工件材料，這些材料加工時(shí)要求多面插入導(dǎo)引加工唯诞。他回憶說：“我們有一個(gè)客戶少迁，在他們加工1～2m長的航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的Inconel-718主軸時(shí)，在每個(gè)插入角落植嚼，刀具使用壽命是525 mm遏貌。但是通過使用3座試‘迷你型轉(zhuǎn)塔刀架’后婿哥，他們能進(jìn)行更快地車削，并通過‘迷你型轉(zhuǎn)塔刀架’導(dǎo)引到一個(gè)新插點(diǎn)获玻，然后返回切削酣矮。”

    用于多功能機(jī)床上的多功能刀具看起來很靈敏缕兄，Mazak公司已經(jīng)開發(fā)了一種新刀架颅挟，這種刀架可以以不同的插入方式進(jìn)行固定操作和旋轉(zhuǎn)操作。Michael Finn解釋說弓洒，“該Flash刀具座采用靜態(tài)插入三角形式車刀而芥、80o金剛石車刀和55o金剛石車刀。靜態(tài)定位能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的切削——OD 和 ID的粗加工和精加工膀值，鉸孔和螺紋切削加工棍丐。當(dāng)進(jìn)行操作時(shí)，機(jī)床確定刀具的加工方向沧踏，它同時(shí)也可用于銑削和鉆削的加工中歌逢。

    Gregory Hyatt認(rèn)為多功能刀具的設(shè)計(jì)要比Flash Tool刀具更加獨(dú)特，所以將來它會(huì)在加工兵器時(shí)大有作為翘狱。他說：“將來趋翻，我們會(huì)看到多功能刀具的應(yīng)用會(huì)和其他新型刀具一樣。我們希望將一些新產(chǎn)品在6個(gè)月內(nèi)上市盒蟆，機(jī)床制造商還沒有預(yù)料到這些新產(chǎn)品遠(yuǎn)不再是機(jī)床外邊的工具箱而已踏烙。因此，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历等。在這些機(jī)床上典型應(yīng)用的人機(jī)對話操作程序更加使大家支持這種新型刀具設(shè)計(jì)”讨惩。

    Carboloy 公司的產(chǎn)品經(jīng)理Bob Goulding認(rèn)為超聲波的應(yīng)用作用很大，他說：“我們有幾個(gè)刀具正在申請專利寒屯，這些刀具可以用來固定操作和旋轉(zhuǎn)操作荐捻，從而我們看到使用這些刀具的機(jī)床發(fā)展前景，客戶要求彈性加工下桃，這就要從刀具和機(jī)床本身兩方面來決定”昨镊。

    Mori Seiki 美國公司的Gerald Owen指出，用戶也想采用現(xiàn)有的刀具能滿足多功能機(jī)床的要求并能縮短換刀時(shí)間磅愤。他說梁捉，許多使用組合式機(jī)床的公司通過使用鏜孔鉆頭來完成兩個(gè)插入——兩個(gè)80o菱形或兩個(gè)三角形，如這些刀具旋轉(zhuǎn)可與主軸旋轉(zhuǎn)反向举库。其他刀具則設(shè)置在使用同一卡盤頭的鏜削之前或之后箍属。在多功能機(jī)床上，如果有效地利用刀具則可以減少換刀時(shí)間翩性。對其他種類加工而言公上，無論采用新刀具還是采用新技術(shù)自幕，都可以應(yīng)用到這些機(jī)床上。

    多功能機(jī)床上使用的車刀發(fā)展很特殊并引起了廣泛的注意幌扁。Sandvik公司已經(jīng)開發(fā)了一種四切屑槽碳素合金端銑刀振袋，用來提高加工工件表面的加工精度，在OD銑削加工應(yīng)用時(shí)憎茂，機(jī)床以C軸旋轉(zhuǎn)可以減少刀具壓力珍语。James Grimes說：“我們使用這種四切屑槽碳素合金端銑刀的其中兩個(gè)切屑槽形成很微小的1.5o夾角〈奖妫”他解釋說，“另外兩切屑槽可以進(jìn)行無中心定位切削能耻，然后從切削邊緣返回一些赏枚。因此只有兩切屑槽有面接觸，而且只是在兩切屑槽側(cè)面有接觸晓猛。這兩個(gè)鋒利的切屑槽就像兩個(gè)鋒利的滑片饿幅，提高了加工表面精度，另外兩切屑槽的底部不接觸戒职，從而緩解了刀具壓力栗恩，因此對于一個(gè)四切屑槽切削刀，只有兩個(gè)切屑槽真正參與了面接觸洪燥】某樱”

Mazak公司的Michael Finn說，“這些5軸機(jī)床捧韵，他們能以不同的方式定位刀具景姓，也就意味著能以更多方式進(jìn)行加工∩缢ィ”另外一個(gè)關(guān)于機(jī)床功能擴(kuò)展的例子是被Michael Finn稱作轉(zhuǎn)向端銑的機(jī)床瘫盹。他說：“我們用一個(gè)面銑刀代替了靜態(tài)刀具來對OD的工件進(jìn)行粗加工，結(jié)果用了很長時(shí)間桃旷，并且切屑呈帶狀也较。”他解釋說薯舆，“工件是先以一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)晚乙，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”累冠。Mazak公司也開發(fā)了一種拋光操作筐成，其利用了主軸的反向運(yùn)動(dòng)原理，各種拋光輪通過一個(gè)電力應(yīng)用的4140鋼件的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)操作示谐。

來源：阿里巴巴－機(jī)械論壇

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