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使刀具专用于某项应用的途径
日期:【2017-03-29 10:26】 共阅

        标准切削数控刀具的细微改变或者重大改进,可能对切削加工结果产生巨大影响。某些零件特性需要使用非标刀具才能加工,以获得更高效率地切削。那么我们可以通过多种途径使刀具专用于某项应用:特别设计的刀具、类似标准的刀具或刀具模块化选项。

        切断和切槽涉及许多不同类型的切削,往往不需要使用标准刀具。
        必需换刀——非标刀具
        大多数金属切削工序可以采用标准刀具达到优化,但在某些情况下,需要使用半标准(Tailor Made Product)选项来匹配具体的特性、尺寸等。标准刀具可提供很高的通用性,选择和加以应用相对简单明了。小批量和一次性生产时,标准刀具几乎总是最佳的解决方案,但通常也有例外,比如当零件特性包含超出标准刀具能达到的尺寸、复杂性较高或需要超强稳定性和可达性时。某些零件无法使用标准或半标准刀具进行加工,因此必须采用专门设计的刀具。
        大批量生产时,一般需要进一步对工艺进行优化,因为每个零件如果能节约少量加工时间,那么聚少成多,最终会相当可观。每次切削缩短几秒,意味着每年可节省许多小时的加工时间。正确地应用标准刀具在大多数情况下是最佳的解决方案,但是在某些情况下,可能存在优化可能性——需要专门设计的刀具。
        许多行业涉及到非标刀具,其中使用比例最高的行业是汽车业,一般用于优化工序,以求在零件大批量生产时节省时间。发电业对非标刀具的使用也非常频繁,该行业复杂的零件特性需要专门设计的刀具。航空航天业则属后起之秀,许多解决方案都需要专门模块化的标准刀具。
        制造非标刀具并提供其高性能需要权威且经验丰富的资源,以便最佳使用报价和刀具设计人员的技巧、CAD/CAM编程和制造能力。预定义非标刀具的机构(基于构成非标刀具的变量)影响巨大。系统化的变量是非标解决方案的基础。半标准的定制刀具可能涵盖于此,其中刀具与标准有些许不合。他们可能必须采用预定义的非标刀具(针对工序而专门设计)才能进行切削或获得更短的切削时间。
        标准类解决方案
        切槽和切断应用非常广泛,特别在槽的尺寸和形状方面灵活多变,因此一般需要专用的解决方案。超出各种标准刀片之外的变化大多可通过半标准定制的形状选项实现,在刀具制造系统中,刀片半成品可以采用不同的半径、宽度、角度和长度。刀片材质也需要适合具体的材料或应用,而刀片座、切削刃倒圆、后角和公差则是一些必需的选项。
        半标准化切断与切槽用的刀柄也可改进性能、加工结果、刀具寿命以及缩短换刀所需的时间。在切断与切槽工序中,适合特定刀具悬伸的增强型刀板或更优质的刀柄对稳定性和应用更高的切削参数具有相当大的影响。主要应用范围是大量到批量生产,采用最适合工序的刀具能够更快地收回总加工成本。
        在零件特性方面,如果槽尺寸超出加工范围,并且复杂性很高以及需要克服可达性很差的问题时,半标准的定制刀片就不能总是满足要求。大批量生产时会出现这种情况,例如在小零件加工范围内,轴和柱体需要极高精度的切槽,或者切槽非常接近方肩以及需要一定的倒角。车削淬硬零件时,稳定性对加工结果而言至关重要。所采取的措施包括刀柄经过强化以及采用安全夹紧的CBN刀片。
        基于标准刀具的模块化解决方案
        航空发动机零件由具有复杂特性的高韧性材料构成,对工序的要求非常苛刻,这样就需要过于频繁地使用非标刀具。目前,解决方案来自特定行业的标准加工模式,其中通用性和专用性由模块化刀具系统提供。例如,对于车削、切槽和螺纹切削,构成解决方案的系统适合几乎任意配置。基于装有刀片的刀头与刀夹接杆之间的锯齿锁接口SL,无论需要何种工序和刀具配置,都可采用这种接口。对许多切断和切槽工序而言,这种接口现正成为非标刀具的标准平台,并且已被证明非常适合航空发动机和能源行业零件以及许多其他类型的工业应用,例如汽车业和多任务机床中的刀具合理化工作。
        因此,纯粹专用的刀具范围可缩小至最低限度,并且一般使用行业特征化的切削头(可能为标准或非标切削头)和标准接杆。如果需要,接杆自身也可为非标刀具,例如需要更高可达性、刀片倾斜或者特定装夹中同一刀具上需要多个切削头时。这样,在接杆和刀片为标准件时,就能够用最小的非标刀具库存涵盖各种工序。
         锯齿锁接口系统所带来的好处使可乐满刀具的特性发挥到极致,例如后端刀杆联接部位Capto接口的最稳定和最坚固性能,前端的与阻尼减震杆搭配的减重设计切削头,相应的防振刀具,并允许带有高压冷却液供给选项。飞机零件中有许多深且复杂的凹腔非常类似,能够采用适合切槽和仿形加工的刀板以模块化切削头的形式组合刀具,进行“标准化方案”作业。这种适合非标解决方案的平台基于专用的标准刀片和刀柄概念——专为加工飞机零件和材料而开发。
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