濟(jì)南特瑞數(shù)控刀具有限公司
為了實(shí)現(xiàn)更高效的軸承套加工，精密車削件制造商Schuhmacher考慮采用復(fù)合刀具解決方案，使用兩把非標(biāo)刀具替代六把標(biāo)準(zhǔn)車刀。位于圖賓根的刀具專家瓦爾特公司提供這種綜合解決方案。
復(fù)雜零件通常涉及許多關(guān)聯(lián)因素，需要用多種技術(shù)手段和運(yùn)用多種刀具來(lái)縮短生產(chǎn)時(shí)間。采用的單獨(dú)工藝越多，優(yōu)化的可能性就越大?？傊ǔ？梢怨?jié)約幾分鐘的加工時(shí)間。
對(duì)于僅涉及少量工序的簡(jiǎn)單零件加工而言，優(yōu)化難度更大。在這種情況下，Ratio專家總是嘗試節(jié)省幾秒鐘：尤其是在零件加工量較大時(shí)。但是，恰好是這類零件維持著許多工程師SME的日常生計(jì)：車削件，例如銷針、套管和各類軸。這種情況也適用于位于德國(guó)的Schuhmacher公司。該公司每年設(shè)計(jì)、生產(chǎn)大約1800種不同材料的較為復(fù)雜的車削工件，有些材料需要額外加工，而有些材料已經(jīng)完全組裝好。訂貨單中也包含由16MnCr5制成的直徑為51mm、長(zhǎng)度為65mm的軸承套；每年訂購(gòu)數(shù)量為200000。由于巨大的價(jià)格壓力，Schuhmacher公司被迫將套管加工時(shí)間從58s縮短至45s。
實(shí)例中的軸承套為圓柱形軸承套，這些零件是有加工難度的，在該實(shí)例中，總體長(zhǎng)度、內(nèi)徑圓度和兩個(gè)端面的平行度公差在0.02mm范圍內(nèi)，幾毫米的壁厚使內(nèi)徑加工成為一項(xiàng)棘手的工作。夾緊系統(tǒng)的夾持力必需適當(dāng)減小，否則，套管可能會(huì)變形。這意味著，加工可靠性的實(shí)現(xiàn)僅允許存在相對(duì)較小的切削力。在這種情況下，對(duì)于旨在縮短運(yùn)行時(shí)間的較大切削深度和高速切削參數(shù)而言，提高都是非常有限的。
就TakamazX200雙軸車床及其周邊設(shè)備而言，Schuhmacher開發(fā)了一個(gè)全球通用且一致的方案：使用棒式進(jìn)料器將原料送入夾緊系統(tǒng)。加工之后，搬運(yùn)系統(tǒng)會(huì)將套管輸送至機(jī)械手處。起初，該機(jī)械手將加工后的零件轉(zhuǎn)移至清潔站，然后再運(yùn)至測(cè)量站進(jìn)行全自動(dòng)100%測(cè)量，并最終將加工成型的套管放在托盤上。
截至目前，仍需要使用六把刀具來(lái)進(jìn)行端面加工、內(nèi)部車削和倒角加工等單個(gè)加工工藝。三把刀具用于主軸操作，另外三把用于副主軸操作。在轉(zhuǎn)移至副主軸之前，機(jī)床將對(duì)棒料進(jìn)行分割操作。唯一需要優(yōu)化的是端面加工和倒角加工工藝。由于較薄的套管壁使分割操作幾乎不存在優(yōu)化需求，因此這一點(diǎn)被忽略，目的是重新配置機(jī)床加工。
機(jī)床上的刀具設(shè)計(jì)
如何根據(jù)零件加工周期和相應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)境來(lái)節(jié)省要求的加工時(shí)間？這是精密車削件制造商向刀具供應(yīng)商瓦爾特公司提出的一個(gè)問(wèn)題，瓦爾特公司已經(jīng)針對(duì)除軸承套之外的其他零件提供了刀具。常務(wù)董事DominikSchuhmacher先生闡述了他們的要求：“我們告訴瓦爾特——這是我們的零件，那是我們的車床和加工工藝，請(qǐng)您思考下并告訴我們?nèi)绾螡M足客戶的需求?！?/p>
第一步是對(duì)涉及的零件、車床和加工工藝進(jìn)行基本分析。德國(guó)瓦爾特公司的技術(shù)顧問(wèn)和銷售經(jīng)理MarcEtter先生說(shuō)：“我們意識(shí)到只有一個(gè)全新的刀具理念才能幫助我們實(shí)現(xiàn)期望的目標(biāo)?！弊鳛橐幻?jīng)驗(yàn)豐富的應(yīng)用工程師，Etter先生計(jì)劃用組合刀具替換標(biāo)準(zhǔn)刀具。他與Schumacher公司數(shù)控部門的經(jīng)理ThomasHaller一起設(shè)計(jì)出了兩種組合刀具，一個(gè)用于主軸操作(配有4個(gè)刀片)，另一個(gè)用于副主軸操作(配有3個(gè)刀片)。為按照期望縮短總加工時(shí)間，需要考慮兩個(gè)主要因素，即消除換刀和盡可能縮短行程。
MarcEtter先生說(shuō)：“設(shè)計(jì)機(jī)床使用的非標(biāo)刀具并不是每天都需要做的事情，但這樣做非常有效。通常，工作人員在設(shè)計(jì)室而不是在機(jī)床旁進(jìn)行設(shè)計(jì)?！盩homasHaller先生補(bǔ)充道：“當(dāng)然，我們非常樂(lè)意提供非常規(guī)的實(shí)踐支持”。這兩位加工專家的設(shè)計(jì)被提交至圖賓根刀具制造商的設(shè)計(jì)室，并從那里被轉(zhuǎn)移至刀具制造車間。
在使用刀片進(jìn)行微調(diào)之后，結(jié)果比預(yù)期的要好：組合刀具僅需要38s?？偠灾?，這意味著每個(gè)軸承套的加工時(shí)間可以縮短20s。據(jù)此推斷，一年多的時(shí)間里我們可以在此方面節(jié)約1100多個(gè)小時(shí)。僅需要進(jìn)行少量微調(diào)，原因是Tiger.tecWPP20刀片使切削參數(shù)適當(dāng)提高。MarcEtter先生解釋道：“在選擇刀片和切削刀具的材料時(shí)，我們必須考慮多個(gè)因素，尤其是嚴(yán)格的同心度和徑向跳動(dòng)公差以及較低夾緊力產(chǎn)生的切削力限制。我們所選擇的由WPP20制成的刀片總共具有4個(gè)不同的槽形(取決于單個(gè)加工工藝)，能夠形成較好的切屑流向并以一種最優(yōu)方式滿足包裝要求?！?/p>
瓦爾特提供兩種組合刀具，其采用基于Monoblock設(shè)計(jì)的DINISO刀片座和瓦爾特Capto接口。在雙軸機(jī)床上引進(jìn)該接口是一種創(chuàng)新。標(biāo)準(zhǔn)VDI刀塔配有一個(gè)適當(dāng)?shù)倪m配器，用于安裝刀具。憑借瓦爾特Capto快換接口，用戶可以大大節(jié)省因磨損產(chǎn)生的停工時(shí)間。
DominikSchuhmacher先生總結(jié)道：“我們假設(shè)公司將使用更多的此類組合刀具。如果數(shù)量較大，那么此類解決方案將在一個(gè)可以預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi)取得成功。”
濟(jì)南特瑞數(shù)控刀具有限公司
2012-07-13
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