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铝合金钻孔用的三刃钻

2011/8/20    作者:未知    来源:ttcad    阅读:1430

 还有一些刀具是经由改进,能够一次加工达到终极质量要求的。也就是在原本用于粗加工的刀具上引入精度改进方案,从而使一次加工获得更好的精度和表面质量。车削用的Wiper刀片和铝合金钻孔用的三刃钻(如肯纳的TF钻)都是这样的例子。假如采用相同的进给量(如0.05mm),传统刀片加工的表面粗拙度比Wiper刀片的可高出5倍。这样加工精度得到了保证,很多时候甚至可以以车代磨。

  现在一种典型的优先考虑保证精度的刀具被国外很多刀具厂商所青睐,这就是接近完美90°主偏角的立铣刀。从数学上可以得出,假如用一个平面(对刀具而言是前刀面)去截一个圆柱面(理想的切削刃绕刀具轴线所形成的表面),只有在该平面包含圆柱面轴线(即刀具轴向前角为零)时,其截交线才会是一段直线。但这时刀刃受力通常不理想,经常需要用一个正的轴向前角来改善刀具的切削机能。但这样一来就产生了回转面的外形精度题目:一根交错的直线(切削刃)绕刀具轴线回转所产生的不是圆柱面,而是双曲面。只有切削刃成为椭圆的一部门时,它绕刀具轴线回转的结果才会形成圆柱面。于是国外一些刀具公司先后开发了这样的刀具:肯纳金属的称为Mill 1,山特维克可乐满的称为R390,而瓦尔特的则称为F4042。这些刀具的本质都是一样的,它们用一段曲线形的切削刃来构成接近完美的圆柱面。虽说不同直径的铣刀应该有不同的曲线,而刀片出产的经济性要求又不答应这样做,各厂用在不同直径上选用不同轴向前角的方法来改善其中的差异。这种产品开发的思路值得海内厂家好好学习。研究用户的需要,分析目前存在的题目,进而想方想法去为客户解决这些题目,是企业不断立异、不断提高、不断知足客户增长的需求的有效手段。

  但在精加工的前提下,情况会有很大差别。精加工时一般应该采用精度优先原则,即首先保证加工的尺寸精度、表面粗拙度和表面质量。

  在粗加工的前提下,一般一般都会采用效率优先原则。在这一阶段,快速去除工件毛坯上的加工余量,快速接近工件完工尺寸的“净尺寸”状态,是一般考虑刀具选择及加工参数的第一要素。

  除了加工效率原则之外,刀具对加工精度的影响也是需要考虑的,尤其是在精加工等加工精度、表面质量要求比较高的应用场合。

  一般曾经造访过一家上海的模具企业。这是一家技术曾经非常领先的企业,一般家保留的一块机械部质量信得过奖章的模具就是他们做的。但当一般成为一家国外公司的刀具销售工程师前去造访的时候,他们已经日薄西山,没有什么竞争能力了。一般走进他们的车间,面前的一幕使一般震动。他们入口了价值几百万人民币的德国马豪公司的5轴联动加工中央,却在这些加工中央上使用价格极低、效率同样极低的高速钢铣刀进行加工。一般仿佛看到了他们衰落的题目所在,当然可能这不是惟一的原因。加工理念和治理理念的落后,导致他们的出产效率低下;高昂的设备折旧,又使他们的制造本钱完全没有竞争能力。因此,从这点上说,如何选择刀具,是否正视加工效率,也许就关系着企业的生死存亡。

  就国外现代金属加工企业调查的数据,刀具本身在制造本钱中所占比例并不是很高,通常在2%~4%之间,高的会到7%左右。但刀具对加工效率的影响却非常巨大。20多年前一般参加机械部组织的“2000年机械产品振兴目标研究”时接触的一个观点给一般留下了极其深刻的影响,10年外企的工作经历,使一般对这个观点有了更深刻、更详细的感慨感染。那就是所谓一台几十万美元的设备能否施展应有的作用,经常取决于一把几美元的刀具。一般曾经得到过的一个本钱分析实例表明,减少30%的采购价格(指刀具机能没有任何改变)或延长50%的刀具寿命(通常需要依靠刀具制造者的技术提高)都只能降低制造本钱1%左右——由于刀具本钱只占到制造总本钱的4%。但假如加工参数能进步20%,大约可以降低15%的制造本钱——固然假如切削速度进步20%,刀具本钱会进步50%,但由于加工周期缩短,总本钱仍是有大幅度的下降。

  一般以为在市场竞争日益激烈的今天,企业对工艺工程师的期望已经不是解决简朴的工艺题目,而是期望工艺工程师们能对企业有更大的贡献度。假如一般的工艺工程师能从企业全局出发,为企业改进制造流程作出贡献,一定会获得企业主的首肯和赞许。

  其次,一般也不会在所有的前提下都夸大效率,追求效率有一些约束前提。一个零件加工效率的进步需要与其他零件的效率相适应,一个工序的效率进步更需要与其他工序的效率相适应。假如忽视这些约束前提,一味追求效率,会吃力不讨好。就像上海到北京的火车,现在晚上8点左右发车,第二天早上10点到达。假如能够提前到8点到达,也许最受欢迎;但假如提前到6点,也许受欢迎程度反而下降。由于列车员会在到站条件前一个小时甚至两个小时收拾整顿旅客床铺,早上4点或5点起床大部门旅客不会太兴奋愿意的。工厂也是如斯,尤其在流水线出产前提下更是如斯。一般需要解决的是整个流水线中的“瓶颈”工序。只要进步了这个工序的出产能力,就能够进步整条出产线的出产能力,进步整个产品的出产能力,缩短制造周期,这是很多企业所期望的。而单机或柔性制造系统的需求又不一样。他们所受的约束较少,即与其他工序的相关度较小。因为柔性化,某个零件或某个工序制造周期的缩短经常意味着能够使该设备投入其他零部件或其他工序的出产,从而创造更多的效益。

  效率原则首先是在保证可接受的加工精度和可接受的不乱性条件下的效率。没有这个基本前提,效率无从谈起。就像一般但愿一般的交通工具(譬如汽车)能够给一般带来更快的速度,但安全是第一位的。一旦有飞机出事后,很多人会慎重考虑是否真的继承选择飞机出行,航空公司也会重新审阅已有的安全策略。没有安全,飞机就不会成为首选的交通工具。刀具的选择同样如斯。

  首先谈一下效率原则。效率原则实在与其他原则不可分割,尤其是经济性原则。要求效率的主要目的就是保证整个加工的经济性。但效率特别重要,所以把它独立出来,单独讨论一下。

  刀具选择要考虑很多题目,相应地就有很多原则,如效率原则、加工精度原则、不乱性原则、经济性原则等等。

在金属切削加工中,刀具选择几乎是每一个工艺工程师必需面对的题目。
 

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