切削刀具技术有助于熄灯加工的应用

发布时间:2020-12-01 15:00    来源:Modern Machine Shop

关键词:切削刀具

摘要:很多工厂都希望扩大产能,它们越来越多地转向熄灯加工,而不是增加设备、员工或轮班。工厂利用夜间和周末的时间,在没有操作员在场的情况下生产零件,可以从现有的设备中获得更大的产能。但是无人值勤的加工可能存在风险—如果机器或刀具出现故障,而周围没有人能够迅速解决问题,可能会付出高昂的代价。

  很多工厂都希望扩大产能,它们越来越多地转向熄灯加工,而不是增加设备、员工或轮班。工厂利用夜间和周末的时间,在没有操作员在场的情况下生产零件,可以从现有的设备中获得更大的产能。但是无人值勤的加工可能存在风险—如果机器或刀具出现故障,而周围没有人能够迅速解决问题,可能会付出高昂的代价。

  为了成功地将生产过程从有人值守的机加工过渡到无人值守的机加工,车间应该重新考虑工艺加工的各个方面,并为无灯生产进行一定程度的优化。这个全新的过程可能需要新的设备,例如增加自动装卸设备、棒材给料机、托盘系统等等。机器监控软件可以提供数据和洞察过程,可以推动优化。而芯片和冷却剂管理系统需要足够强大,才能在无人值守的轮班中持续工作。但是,在熄灯加工的过程中,机加工车间可能会忽视的一个方面是切削刀具。

  为了适应熄灯加工,刀具必须稳定,具有可预测的、长寿命的刀具。现场没有操作员来检查刀具的损坏情况,而且,如果要更换刀具的话,又要确保能及时更换。当建立一个无人值守的加工过程时,车间可以通过实施刀具监控系统和新的刀具技术,来满足这一需求。工业4.0的连接,专业的设计特点,先进的材料和涂层,高质量的刀架和高压冷却剂都可以使熄灯应用受益。

  在“IMTS spark”中展示的ting刀具和刀具架展示了上述这些功能,允许车间在无人看管的情况下自信地运行零部件。这几个刀具特征和它们相应的案例,并不是一个全面的列表,但是他们代表了趋势和重要的考虑,因为他们正慢慢走向熄灯加工。

  自动调整刀具

  自调整刀具提供了最终的工艺安全性。这些刀具的使用来自过程测量系统的数据(如触摸探头、过程内测孔器和离线测量系统),在刀具刃口磨损时自动调整,确保零件在不受操作人员干预的情况下保持公差。Big Kaiser的EWA68闭环钻孔系统就是这类刀具的一个例子。全自动精镗头接收工艺过程中的测量数据,自动补偿刀刃磨损,减少报废,提高精度,节省时间,甚至可以让精镗实现无人操作。插入厚度和插补可以减少颤振,并提高稳定性,而碎屑可以帮助排屑和去除切削刀具的热量,这些都有助于提高工艺安全性。

  用于发电和其他加工应用的YG-1的高进给轧机4系列小直径刀具镶件模具/模具,有许多改进刀具寿命的特征。根据公司的要求,这些镶嵌件的厚度使它们能够更安全地夹紧,确保可预测和安全的加工,并在困难的应用中延长刀具寿命。据了解,该镶件还具有正前角,以提高芯片疏散和减少加工负载,这也提高了刀具寿命。据说,进一步提高刚性和提高工具寿命时,结合了公司的优化断路器几何形状。

  优化的嵌件也有助于霍夫曼集团的Garant Power Q双圆型高进给铣刀的过程可靠性。由雨刷刀具、直切刀具和精整刀具组成的三部分前沿导轨,有助于提供稳定性、降低切削力。据说雨刷刀具在粗加工的模式下,提供良好的表面质量;直切刀允许最大切削深度的高进给率;小精加工刀具形成短的、紧密轧制的切屑,即使在倾斜时也可防止切屑在铣削系统中堵塞。镶嵌件被牢固地旋进刀身,并用燕尾轮廓固定以防止浮动。通过一层坚硬的镍涂层,刀具体还可以防止腐蚀和切屑冲击。

  刀具材料和涂层

  对于无人值勤的加工,车间也需要考虑刀具的材料和涂层。刀具的材料和涂层是为工件材料而优化的,可以更好地耐热和磨损,从而延长刀具的寿命。Star SU的实心硬质合金枪钻是为医疗机械加工而设计的,在加工这些应用所需的硬质材料(包括钛(6Al-4V)和440不锈钢)时,碳化物等级、表面饰面、边缘准备和涂层提高了刀具寿命。另外,硬质刀具还配备了高压冷却剂输送能力,可提供冷却液输送孔。

  来自NTK刀具的ST4级硬质合金刀片被设计成坚硬的pvd涂层刀具。据说厚的CrAlN涂层具有很高的硬度和抗氧化性,解决了304SS、17-4PH和镍钛诺等加工材料的相关问题。公司方面表示,ST4高速加工应用显示出稳定的加工性能,良好的表面光洁度。而该涂层与NTK型切屑器结合使用,在前车削、后车削、开槽、切断和内径车削时,延长了刀具的寿命。

  Scientific Cutting Tools的钻头系列是该公司专业刀具组的一部分,其中包括由优质亚微米碳化物制成的螺旋倒角铣刀、雕刻工具和圆角铣刀。公司还提供了一种用于延长刀具使用寿命的AlTiN涂层。

  夹持装置

  在构建熄灯加工过程时,企业也应该再看看他们的刀架。刀架可以通过减少颤振和跳动,并保持平衡,从而对刀具寿命产生重大影响。

  Techniks公司的Triton液压卡盘的特点是在钻孔周围有一个液压储层,可以提供阻尼振动的特性。这可以减少切削时的颤振,提高表面光洁度,提高刀具寿命。较厚的壁结构和更紧凑的液压设计将夹紧力集中在刀柄上,与标准液压卡盘相比,夹紧力可增加400%。增加的夹紧力,使卡盘可用于重型铣削的应用,以及更典型的操作,如钻,铰刀,螺纹铣削和精加工。

  收缩配合刀架还可以通过确保跳动精度、平衡完整性和锥度精度来帮助提高刀具寿命。Haimer的动力钳i4.0是一种NG盘管收缩站,适用于所有整体硬质合金和高速钢(HSS)工具。设备还配有电动线圈和扫描仪,可从数据矩阵代码中读出收缩参数,实现可靠、自动的收缩。

  收缩配合刀架还可以通过确保跳动精度、平衡完整性和锥度精度来帮助提高刀具寿命。Haimer的动力钳i4.0是一种NG盘管收缩站,适用于所有整体硬质合金和高速钢(HSS)工具。设备配有电动线圈和扫描仪,可从数据矩阵代码中读出收缩参数,实现可靠、自动的收缩。Power Clamp i4.0系列还提供了多种选择,包括紧凑的Power Clamp Air i4.0和Nano NG i4.0。该公司称,Power Clamp Air i4.0提供了平滑、清洁的冷却,适用于各种收缩夹套和夹套,无论外部轮廓如何,使用空气喷嘴和毛毛雨,都不会有污垢和水渍。LED温度控制有助于提高工艺的可靠性。Power Clamp Nano NG i4.0是为适用于收缩夹紧器和尺寸为HSK-A63的小工具夹而专门开发的。这台机器的收缩过程是水平的,并配有全自动的电机线圈和空气冷却。

  高压冷却液

  高压冷却液也可以帮助熄灯加工过程。通过冷却切削区和冲洗切削屑,也可以帮助提高刀具寿命。

  美国瓦格斯公司的ALCN线外螺纹车刀夹具具有高压冷却能力。刀架的特点是两个精确的高压冷却液出口,冷却的顶部和底部的插入。出口是为70巴的高压冷却液而设计的。有了精确的冷却液输送,尖端温度大大降低,从而提高刀具寿命。从本质上讲,冷却液通过功能改善了排屑,从而更好地控制和流动。刀架还有三个冷却液入口。为标准螺杆连接设计了一个底部入口和一个背面入口。而镍镀层可以提高耐磨性和防腐蚀能力。

  美国Horn公司生产的W&F线性装置具有冷却液管理能力,并与带或不带通过冷却液端口的刀具夹具兼容。对于处理超过1,000 psi的个别工装位置,设备专用的单元可接受高压冷却液,而无需外部高压冷却剂管线。使用高压冷却液有助于防止与粘连芯片相关的问题,改善芯片管理。

  联合机械和工程公司的T-A专业钻头,结合了材料特定的插入几何形状和重新设计的钻身与冷却通过系统。冷却液出口的设计是为了引导最大的流量到切削刃,即使在高切削速度下,也能提供快速的热提取。特定材料的插入体几何形状提供了有效的芯片形成,而钻身的直槽最大化了冷却液的流量并保持了一定的刚性。

  (来源:Modern Machine Shop)

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