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      數(shù)控加工刀具技術(shù)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)

      2010年05月06日 15:58 18171次瀏覽 來源:   分類: 新技術(shù)


        五、切削加工新的配套技術(shù)
        切削加工的配套技術(shù)是現(xiàn)代切削技術(shù)不可缺少的組成部分,對(duì)切削技術(shù)的進(jìn)步起著重要的作用,已成為現(xiàn)代工具產(chǎn)品的一部分,并與切削技術(shù)和刀具保持著快速同步的發(fā)展?,F(xiàn)階段的切削配套技術(shù)主要包括工具系統(tǒng)的刀柄、刀具的裝夾與動(dòng)平衡、刀具的使用、監(jiān)控和管理技術(shù)等。
        首先,在工具系統(tǒng)和刀柄方面:HSK刀柄的應(yīng)用更加普及,各類帶HSK刀柄的工具在我國的汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)、模具制造業(yè)、氣輪機(jī)制造業(yè)等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí),日研公司和大昭和公司分別開發(fā)了三處接觸(3LOCKSYSTEM)和雙面接觸(BIGPLUS)兩種7:24連接刀柄,與現(xiàn)有的7:24刀柄比較,它們有更高的連接剛性和精度,可用于高速、高效切削,并且還能與現(xiàn)有的7:24刀柄或機(jī)床兼容,減少了新增的工具費(fèi)用,具有現(xiàn)實(shí)意義。
        Sandvik公司的Capto刀柄隨著使用面的不斷擴(kuò)大推出了與之配套的刀具主軸,并以O(shè)EM的方式供應(yīng)數(shù)控機(jī)床制造商,以充分發(fā)揮Capto刀柄在車削中心復(fù)合加工中的優(yōu)良性能。
        其次,在夾緊部位方面:各類高效、高性能工具夾頭得到廣泛應(yīng)用。國外各刀具公司研制開發(fā)了液壓夾頭、熱裝夾頭、壓入式夾頭等各種刀具夾緊系統(tǒng)。如:德國雄克公司開發(fā)了一種無夾緊元件的三棱變形靜壓夾頭;日本日研工作所開發(fā)的PF壓入式系列刀柄,也實(shí)現(xiàn)了端面接觸,卸刀時(shí)采用專門裝置把刀具頂出;Sandvik公司開發(fā)了CoroGrip液壓驅(qū)動(dòng)夾頭;Biltz、Zoller等數(shù)家公司開發(fā)了熱裝夾頭及加熱裝置,新推出的加熱夾頭裝置都加快了冷卻的速度,增加了冷卻的工位,有的還增加了軸向可調(diào)的機(jī)構(gòu),并與對(duì)刀儀結(jié)合在一體,提高了加熱夾頭裝刀的軸向精度。
        第三,在刀具安全性技術(shù)方面:刀具的動(dòng)平衡技術(shù)得到了飛速發(fā)展。刀具的動(dòng)平衡是高速銑削刀具的重要指標(biāo),為此,德國的HAIMER和意大利的CEMB等公司,根據(jù)對(duì)刀具動(dòng)平衡的要求開發(fā)了專用的動(dòng)平衡儀。可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的刀具動(dòng)平衡測(cè)量,計(jì)算機(jī)屏幕顯示不平衡量的大小、相位及相應(yīng)的平衡質(zhì)量等級(jí)和最大使用轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù),并可根據(jù)需要作一個(gè)平面或兩個(gè)平面的不平衡測(cè)量,設(shè)定平面的位置,不平衡量的去重位置由激光束指示,還可通過更換主軸接頭測(cè)量不同刀柄的刀具。目前,安全性技術(shù)已被世界上著名的工具制造廠家所采用,除德國的Walter、Mapal等公司推出的高速銑刀外,日本東芝Tungaloy公司的DIA9000加工鋁合金銑刀、住友電工公司的專用SUMIDIA金剛石銑刀等在結(jié)構(gòu)上都作了改進(jìn),以適應(yīng)高速加工的需要,推薦的切削速度為3000~5000m/min。美國Valenite公司推出的直徑3~12in的高速面銑刀,其鋁合金刀體經(jīng)表面處理后硬度達(dá)60HRC,提高了刀體的耐磨性。旋轉(zhuǎn)刀具的動(dòng)平衡,按ISO1940/1的規(guī)定,已達(dá)G40等級(jí)以上,某些精加工高速銑刀的不平衡質(zhì)量已達(dá)到G2.5級(jí),平衡性比G40高很多,而美國平衡技術(shù)公司推出的刀具動(dòng)平衡機(jī)甚至可平衡到G1.0級(jí)。
        六、數(shù)控切削技術(shù)的發(fā)展對(duì)工具工業(yè)提出了更高的要求
        一方面,高精度、高效率、高可靠性和專用化是先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)的基本特征,現(xiàn)代刀具企業(yè)最響亮的競(jìng)爭口號(hào),就是為制造業(yè)提供效率最高的切削刀具。制造業(yè)也認(rèn)識(shí)到通過采用高效率刀具提高勞動(dòng)生產(chǎn)率來降低成本,比單純節(jié)省刀具費(fèi)用更加有利。所以,在現(xiàn)代刀具的制造和使用領(lǐng)域,“效率優(yōu)先”已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的“性能價(jià)格比”老概念。
        其次,要求現(xiàn)代工具企業(yè)具有綜合的高科技特征,現(xiàn)代工具企業(yè)的生存和發(fā)展需依靠強(qiáng)大的研究開發(fā)能力作后盾,在提高切削率這樣一個(gè)根本目標(biāo)的推動(dòng)下,現(xiàn)代刀具企業(yè)從傳統(tǒng)的單純加工型企業(yè)逐步發(fā)展成為涉及刀具基礎(chǔ)材料、表面處理、基礎(chǔ)工藝和和成套服務(wù)等具有綜合高科技特征的開發(fā)型企業(yè)。其表現(xiàn)在:第一,工具新材料的研發(fā)和生產(chǎn)已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具企業(yè)不可分割的組成部分;第二,涂層技術(shù)(PVD和CVD)的開發(fā)和應(yīng)用成為現(xiàn)代刀具制造業(yè)中與新材料發(fā)展并駕齊驅(qū)的技術(shù)發(fā)展方向;第三,先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具制造業(yè)確保產(chǎn)品質(zhì)量的必備手段。
        現(xiàn)代刀具發(fā)展的重要特征之一是專業(yè)化、復(fù)合化和多功能化,導(dǎo)致刀具結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,形狀變得十分特異。傳統(tǒng)的刀具工藝技術(shù)——普通機(jī)床和卡具已經(jīng)無法保證刀具和刀片的安裝基準(zhǔn)和切削單元之間的空間位置精度。因此,多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具企業(yè)不可缺少的手段。由于刀具制造工藝的特殊性,刀具制造的專用數(shù)控機(jī)床通常由刀具企業(yè)自行研究開發(fā),機(jī)床企業(yè)協(xié)作制造。所以,刀具專用數(shù)控技術(shù)和裝備的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)代工具企業(yè)的一個(gè)重要工作內(nèi)容。由此可見,現(xiàn)代刀具企業(yè)的運(yùn)作范圍,從專用原材料的研究和生產(chǎn)開始,囊括了表面處理技術(shù)和刀具生產(chǎn)專用數(shù)控技術(shù)及裝備的研發(fā)和應(yīng)用。“三高一專”刀具產(chǎn)品的研究、生產(chǎn)和推廣服務(wù),成為了企業(yè)競(jìng)爭的焦點(diǎn),誰發(fā)展慢一點(diǎn),就要被淘汰出局。這種競(jìng)爭的結(jié)果,使國際工具工業(yè)的發(fā)展日趨集中化。那些具有強(qiáng)大研發(fā)能力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的企業(yè)在競(jìng)爭中脫穎而出,成為推動(dòng)和領(lǐng)導(dǎo)行業(yè)發(fā)展的主力。在制造業(yè)中,生產(chǎn)技術(shù)運(yùn)作跨度如此寬的行業(yè)并不多見。
        另一方面,對(duì)用戶提供綜合服務(wù)的深度和廣度日益成為衡量現(xiàn)代工具企業(yè)競(jìng)爭力的重要標(biāo)志。在傳統(tǒng)工具工業(yè)的生產(chǎn)模式下,工具企業(yè)只是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刀具的生產(chǎn)供應(yīng)商,使用現(xiàn)場(chǎng)的諸多技術(shù)問題和管理問題,都是使用者自己來解決的。而發(fā)展到現(xiàn)代工具工業(yè)階段,這個(gè)服務(wù)者的角色發(fā)生了大變換。國外制造業(yè)為使新產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用和管理工作量部分地轉(zhuǎn)嫁到工具供應(yīng)商,達(dá)到共同承擔(dān)開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)之目的,廣泛采用平臺(tái)戰(zhàn)略,全球采購、一體化管理方式已成趨勢(shì)。在工具的采購上,將目標(biāo)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)成本低的國家和地區(qū),以降低生產(chǎn)成本,增加市場(chǎng)競(jìng)爭力。在工具管理上則突出表現(xiàn)為工具廠從主要提供刀具產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕峁┣邢骷夹g(shù),負(fù)責(zé)刀具采購、管理和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù),即所謂一體化管理模式。工具企業(yè)向用戶提供的已經(jīng)不是單純的刀具產(chǎn)品,而是切削加工問題的整體解決方案,這個(gè)方案的兩個(gè)基本要素就是先進(jìn)的刀具和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。因此,是否具備向用戶提供全方位優(yōu)質(zhì)服務(wù)的能力,已經(jīng)成為衡量現(xiàn)代工具企業(yè)競(jìng)爭力的一個(gè)重要指標(biāo)。

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      責(zé)任編輯:仁可

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