組合刀具的合理使用及選擇

為了適應(yīng)制造技術(shù)所面臨的產(chǎn)品日益多樣化、更高的生產(chǎn)效率和環(huán)保的要求，相繼出現(xiàn)了高速切削、干式切削等新的加工技術(shù)。高速切削技術(shù)使加工過程中的切削時間顯著減少，這是采用了新的刀具材料和涂層所取得的效果。在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步提高切削參數(shù)來提高生產(chǎn)率的潛力已十分有限。 

    
    
    組合刀具的形式 
　　
    迄今為止，組合刀具有多種形式。常見的階梯鉆就是一種簡單的組合刀具，其特點(diǎn)是在一次走刀中完成幾把刀同一種工藝的加工。較復(fù)雜的組合刀具常常集成可完成不同工藝的幾把刀，如能鉆孔又能銑削的鉆銑刀等組合刀具，通常要分幾次走刀或在不同工位上依次完成幾把刀的切削。這是一種最典型的組合刀具，可覆蓋很大的加工范圍，既有簡單的鉆孔——倒角組合刀，也有集成5～10把刀的專用組合刀具。還有一種更為復(fù)雜的組合刀具：內(nèi)部集成有產(chǎn)生輔助切削運(yùn)動的傳動機(jī)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)軸，有機(jī)械式和機(jī)械電子式兩種，可以滿足加工零件特殊部位的要求，這樣的刀具對機(jī)床結(jié)構(gòu)或機(jī)床的控制系統(tǒng)往往有特殊的要求，以實(shí)現(xiàn)對刀具運(yùn)動部分的控制。 
    
    
    組合刀具的優(yōu)點(diǎn) 
    
    組合刀具的主要優(yōu)點(diǎn)是提高了生產(chǎn)效率。如使用有4個階梯的鉆頭，加工一個活塞孔的時間大約縮短70%。除了節(jié)省換刀時間外，用戶還可從空出的機(jī)床刀庫位置和減少的刀具夾頭中獲益，空出的刀庫位置可使備用刀具在機(jī)床工作的同時予以更換。由于刀具數(shù)量減少，所以可簡化刀具的管理，節(jié)省費(fèi)用。 
    
    關(guān)于組合刀具價(jià)格昂貴的問題，在計(jì)算時應(yīng)考慮到由于減少刀夾和節(jié)省行政費(fèi)用所得到的補(bǔ)償；因此，一把專用組合刀具能替代的標(biāo)準(zhǔn)刀越多，就應(yīng)越早加以采用。此外，在加工質(zhì)量方面，應(yīng)用專用組合刀具也是有利的，使機(jī)床的定位精度不再那么重要，例如一個多臺階的孔在一次走刀中就加工完成，孔的不同心度誤差也減少，因?yàn)榍懊娴你@頭對后面的鉆孔起到了定心的作用。同時，使用復(fù)雜的組合刀具要求機(jī)床的操作者有相應(yīng)的知識，所以對他們應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn)。 
   
     要在內(nèi)孔加工空刀槽，可用有控制功能的組合刀具。圖8是Komet公司開發(fā)的加工鑄鐵剎車鼓殼體的孔和槽的組合刀具，可保證兩者之間很好的同心度。它是由一把套裝銑刀和一個滑塊組成，加工時首先由鉸刀鉸孔，然后整把刀具繼續(xù)在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由滑塊帶著兩把刀進(jìn)行徑向切槽，此時鉸刀的刃帶起支承作用。使用這把刀具的前提是，需要一臺專用機(jī)床，以操縱驅(qū)動滑塊的拉桿。為了使這種組合刀具能在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床上使用，Komet公司推出了機(jī)電一體化的可調(diào)滑動元件的刀具，在刀桿里面內(nèi)置一個可控的電機(jī)，驅(qū)動刀具里的一個旋轉(zhuǎn)軸，這樣可由系統(tǒng)直接控制滑板的移動。 
    
    從以上介紹的各種組合刀具可以看出，多數(shù)組合刀具是針對一個特定的應(yīng)用場合而開發(fā)的專用刀具，因此供貨時間長。如何才能縮短供貨時間，確保產(chǎn)品質(zhì)量，Komet公司在1996年實(shí)施了一個“容易專用化”項(xiàng)目，借助一個CAD/CAM系統(tǒng)，對每一個具體工件的組合刀具可根據(jù)圖紙的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬。至今，Komet公司組合刀具的30%銷售額是用這個方法開發(fā)的，供貨時間由平均8～10周下降到只需3周。 
    
    組合刀具的發(fā)展前景 
    
    目前越來越復(fù)雜的組合刀具結(jié)構(gòu)被用戶所認(rèn)可。為推動組合刀具的發(fā)展和擴(kuò)大使用范圍，刀具制造商在開發(fā)這些刀具的同時，必須考慮到用戶可能遇到的種種問題，尋求解決辦法，采取種種措施，包括開發(fā)有一定柔性的可控的刀具、開發(fā)新的涂層技術(shù)、刀具材料和幾何形狀，為降低刀具成本，甚至可把刀具的生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到制造成本低的地區(qū)去生產(chǎn)。 
    
    但是有柔性的組合刀具只有在不需改造機(jī)床或與控制系統(tǒng)能順利連接時才得以推廣；新的組合刀具將把與加工效率有關(guān)的每個因素，如基體材料、涂層材料、幾何形狀等因素，都應(yīng)針對具體的加工對象予以最佳化，形成綜合優(yōu)勢。與此同時，由于輔助時間的節(jié)省而提高了這些優(yōu)勢的利用程度，取得提高生產(chǎn)率的效果。這種把提高切削效率和減少輔助時間綜合應(yīng)用的趨勢，將推動組合刀具更廣泛的應(yīng)用。