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组合刀具的合理使用及选择

日期：2007-8-16 19:53:28 人气：54 [大中小]

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为了适应制造技术所面临的产品日益多样化、更高的生产效率和环保的要求，相继出现了高速切削、干式切削等新的加工技术。高速切削技术使加工过程中的切削时间显著减少，这是采用了新的刀具材料和涂层所取得的效果。在此基础上，通过进一步提高切削参数来提高生产率的潜力已十分有限。

提高生产率另一种办法就是尽可能减少辅助时间。首先，把复杂零件分解为很多工序并采用很多刀具的加工工艺方法占了很多换刀时间和工序前后的传送时间。减少这些时间对提高生产率就有现实意义。其中一个已被证实了很有效的做法就是用多功能的组合刀具取代功能单一的标准刀具，而正确选择和合理使用组合刀具才会取得应有的效果。

组合刀具的形式

迄今为止，组合刀具有多种形式。常见的阶梯钻就是一种简单的组合刀具，其特点是在一次走刀中完成几把刀同一种工艺的加工。较复杂的组合刀具常常集成可完成不同工艺的几把刀，如能钻孔又能铣削的钻铣刀等组合刀具，通常要分几次走刀或在不同工位上依次完成几把刀的切削。这是一种最典型的组合刀具，可覆盖很大的加工范围，既有简单的钻孔——倒角组合刀，也有集成5～10把刀的专用组合刀具。还有一种更为复杂的组合刀具：内部集成有产生辅助切削运动的传动机构或旋转轴，有机械式和机械电子式两种，可以满足加工零件特殊部位的要求，这样的刀具对机床结构或机床的控制系统往往有特殊的要求，以实现对刀具运动部分的控制。

组合刀具的优点

组合刀具的主要优点是提高了生产效率。如使用有4个阶梯的钻头，加工一个活塞孔的时间大约缩短70%。除了节省换刀时间外，用户还可从空出的机床刀库位置和减少的刀具夹头中获益，空出的刀库位置可使备用刀具在机床工作的同时予以更换。由于刀具数量减少，所以可简化刀具的管理，节省费用。

关于组合刀具价格昂贵的问题，Bosch Rexroth 公司技术开发部主任Emrich博士认为，在计算时应考虑到由于减少刀夹和节省行政费用所得到的补偿；因此，一把专用组合刀具能替代的标准刀越多，就应越早加以采用。此外，在加工质量方面，应用专用组合刀具也是有利的，使机床的定位精度不再那么重要，例如一个多台阶的孔在一次走刀中就加工完成，孔的不同心度误差也减少，因为前面的钻头对后面的钻孔起到了定心的作用。他同时指出，使用复杂的组合刀具要求机床的操作者有相应的知识，所以对他们应进行适当地培训。

几种典型的组合刀具

图1 模块化组合刀具

图2 加工连杆孔组合刀具

图1是Kennametal Hertel公司的模块化组合刀具。由钻头、倒角刀和刀体模块组成。可根据加工对象更换模块，调节孔深。模块化的结构有可能使各种带柄的昂贵的专用刀具、消振接头组成不同的专用刀具，用在不同的机床上。

图2是Walter公司预加工连杆孔的专用刀具，使加工连杆的刀具数量减少，生产效率提高；并对可转位刀片的材质、几何形状、涂层作最佳的选择，保证较长的刀具寿命。

图3 刀片位置可调的组合刀具

图4 扩—铣组合刀具

图5 多工序PCD组合刀具

图3是BilZ公司的可调阶梯刀具，包括镗孔和铰孔工序，一次走刀完成孔的全部加工。其特点是可利用一个滑楔对镗刀的可转位刀片进行调节，根据加工要求，可作轴向、径向或角度的调整。该调节装置可用于不同几何形状的可转位刀片，且装夹定位可靠，甚至可用于断续切削。

图4是Ruebig公司开发的加工练板的扩—铣组合刀具，有4把可转位刀具在一道工序中依次进行扩孔、精镗、平端面和铣倒角等加工，保证了很高的加工精度，而对机床精度的要求已不重要。

Mapal公司的PCD组合刀具的特点是，它把在一个工件4个不同工位加工的刀具组合在一起，包括铣平面、镗孔和圆周铣削(图5)。被加工工件是一个铝合金(AlSi93Cu)支架，首先是三刃铣刀进行圆周铣削，接着是镗阶梯孔和倒角，然后铣接合面，最后镗连接孔。

另一个典型例子是加工螺纹孔的组合刀具。一般采用常规的工艺需两道工序、钻孔和攻螺纹。而Emuge公司创新开发的组合刀具把钻底孔、倒角和切螺纹加工并成一道工序完成，在圆周铣螺纹时，刀具走一个螺距就完成螺纹的加工(图6)，用这把刀具可加工不同直径相同螺距的螺纹。之后又集成了倒角工序，进一步扩大了刀具的功能和经济效果。

图6 加工螺纹孔的组合刀具

图7 铣螺纹——镗孔组合刀具

图7是JEL公司的加工螺纹和镗孔的组合刀具，用于加工铸铝合金制造的过滤器壳体，包括加工一个S80×3的锯齿螺纹孔、一个直径为80.1mm的输入孔和45°的锪孔。该刀具由一个刀体夹持一个直径为25mm的4齿PCD螺纹铣刀。为了镗输入孔和倒角，在刀体的圆周上焊有三片PCD刀片，刀具的加工效率很高，镗孔时切削速度为2500m/min,进给量为0.1mm/r；铣削螺纹时，切削速度为1180m/min，每齿进给量为0.01mm。全部加工时间为8.8秒。

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出处：本站原创作者：佚名

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