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铣工技师论文

时间:2007-10-20栏目:职教论文

现代铣削刀具与CNC技术的完美结合

CNC铣床和加工中心需要加工能力和通用性更强的铣刀——在过去的几年中,刀具供应商对更先进的铣削刀具的开发就是源于这种需求。

过去,特别是面对大批量的生产时,专用刀具往往是唯一有效的解决方案。而如今,需要的则是更为灵活的生产方式,新的铣刀概念提供了具备更广泛加工能力的刀具。现代刀具的设计及制造,能够实现更为复杂的刀具概念,利用CNC机床提高产出,加工过程也变得更加可靠了。

刀具技术的发展

铣刀和刀片以前都是由ISO标准予以规范的,因此,用户在不同供应商手中都可以买到具有互换性的刀具。但是要符合标准,也为铣刀和刀片设下了限制。ISO标准指定了刀片的形状、厚度,不仅描述了圆周而且还指明了用于插入刀片的夹头和楔形夹的尺寸,以及刀具本体的尺寸。刀片牌号、研磨、断屑设计都局限在了一定的范围之内。用户和刀具供应商如果完全遵守ISO标准,也就意味着他们将会面临着严重的工艺和性能限制。
 
CoroCut双刃刀具在对一道凹槽进行拓宽

与ISO的标准铣刀相比,现在的铣刀概念能为刀具供应商提供更多的自由,优化的刀具和刀片设计,为CNC加工中心提供了更为强大的通用加工能力。采用新的刀具概念,让加工安全、加工精度、表面光洁度、对不同加工路径的适应能力、金属去除率、刀具悬伸和高速加工这些问题都能得到更好的解决。

现在,为了适应现在的操作工序和材料,概念铣刀经过优化后已经被整个行业所广泛接受,比如:山特维克可乐满大约80%的铣刀都是CoroMill铣刀。与ISO标准刀具相比,这些概念刀具切除金属的速度要快出数倍,切削力小一些,力的引导方向往往更合适。同时,与ISO标准刀具相比,概念刀具的跳动要小得多,能保证更小的零件公差,更少的切削刃磨损。轴向和径向跳动最小,意味着更高的切削刃精度,能改善表面光洁度,获得更小的零件公差和更长的刀具寿命。这些刀具还能将加工载荷分配得更为均匀,能以更低的噪音、振动和磨损进行更快的切削。

这些现代概念的刀具还提供了实现高主轴转速、快速进给铣削加工和硬零件加工的技术,并增加了实现干铣的机会。CoroMill的设计特性使得概念刀具设计更为简洁,所需的调整和维护更少,由预先淬硬的钢材加工而成的刀体刚性好、精密度高,带有精密定位的刀片可以提供不同的齿距选择,适用于各种加工场合。

使用过时铣刀的后果

使用过时铣刀可能会严重影响加工的经济性和生产的安全性,因此,使用非现代概念铣刀的加工车间在加工竞争性上就会明显逊色于别人。仅仅投资于高级加工中心或其他的旋转主轴铣加工机械,却不更新铣刀和刀片的用户,得到的只能是片面的提高。

有些生产厂家至今仍使用着过时的专用铣刀、镗刀或其他专用刀具,切削刀具技术和CNC加工能力的进步,为他们带来了新的发展潜力。但是,这些老式刀具往往是专为一个或一类部件上的特定切削步骤设计并使用的。也就是说,加工中心要为每一部件的各个尺寸分别配备单独的旋转刀具。

使用这些尺寸经过专门设计的标准刀具,从某种意义上讲,仿佛是又回到了用铣床或轴向加工能力有限的专用机床完成镗铣加工的时代。特别是对于内表面的加工,每一直径、每一表面、倒角和沟槽,即使彼此之间尺寸只相差几个毫米,都需要单独配备一种刀具。在夹头上使用可调的刀片座,有时仅可获得有限的灵活性。

随着多主轴CNC加工中心的广泛应用,刀具的运动不再会受到限制。因此,一件刀具即使不能完成全部的切削加工,至少也能完成几项加工任务。对不同刀具路径编程已经成为一件相当简单的事情,而且还可以采用斜线和圆弧插补。刀具的灵活性更强,活动范围更广泛,只要进行简单的程序调节,就能适用于部件上的不同尺寸。

刀具减少了,生产时间随之增加了

一家欧洲越野车辆制造商在其卧式加工中心柔性生产线上采用现代概念铣刀,颇有收获。该生产线为轮式装载机的轮轴加工不同形式的壳体。这项改造只是总体效益工程的一部分,其目的在于提高传动系部件的生产性能,特别是要通过提高生产效率改善侧壳体的加工。
 
用于浅切断和切槽的新CoroCut 3刀具

之前,这条柔性生产线采用专用镗刀对不同尺寸的铸铁侧壳体进行加工。每一部件都有数个不同尺寸的内径和内面要进行加工。分析后,人们意识到概念刀具可以取代几种之前使用的镗刀,而不局限于孔的尺寸。比如,小直径长刃刀具可以进行插补,所以能加工多种尺寸的中心孔,加工不同尺寸需要做的仅仅是改动程序而已。刀具对于不同的尺寸和工序具有通用性,标准的概念刀具也是这样应用于面铣的。

操作者们还认为,概念刀具让加工过程的安全性上升到一个新的水平,这也是一大进步。刀具的调整和维护更加简单可靠。CoroMill刀具采用中心螺钉,通过随附的TORX扳手获得正确的扭矩,刀片易于夹紧。这不是什么大的动作,但是对于保障加工过程的安全意义重大。
 
瑞士式加工用的现代车削刀具

采用CoroMill概念铣刀和Coromant Capto集成式接口还带来了许多好处,比如:加工安装时间缩短25%,刀具数减少50%,生产过程安全等级更高。新加工方法还简化了零件在机床上的安装。据估计,通过改进加工可以再缩短10%的生产时间。

新概念刀具

更新的概念刀具,如CoroMill 390长刃刀具,刀片尺寸可变,能够适合于多种应用场合;还有专门用于

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