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有关车削加工技术改进的诀窍烫金加工

2020-05-27

2018-05-07 19:19:59来源: 贤集网

车削工程师或车工经常面临一些工作上的烦恼,如因为不断屑而引起的切屑过长或切屑缠绕并导致清理时手被割伤;棒料或工件因为存在振动而导致零件加工表面质量差或因振动引起的噪音导致听力伤害;需要频繁地更换使用寿命不理想的被损刀具;需要时常加固卡盘夹紧;自动走芯机加工完毕后切落的工件掉入排屑槽内难以取出;随着越来越多先进机床设备的出现,车削工程师或车工还必须去学习新的知识或技术(如铣削技术)等等。

来自于机床设备及刀具供应商的技术专家带来了丰富的、优秀的应用技术和经验分享。以下六个有关车削加工技术改进的诀窍或许你还是第一次听说,但它们都是非常好的实用新技术或诀窍,相信一定会对你提升加工能力和降低制造成本提供帮助!

持续有效的冷却

高压喷冷(HPC)实际上并非天方夜谭,这一技术已经被证明可以极其有效地提高加工效率并改善刀具使用寿命,这是因为高压喷冷技术可以非常有效地在第一时间消除切削区域的切削热,从而可以或完全可以采用更高的切削参数而不必顾忌因高切削参数产生更多的切削热而对刀具寿命产生影响。从表象上和直觉上你可能觉得仅仅通过切削热的快速去除就实现如此明显的效率提升不可思议,但当你得知若采用HPC高压喷冷方式而非传统冷却方式能让你实现五倍的切削速度提升,你还会犹豫吗?

山特维克可乐满CoroTurn 300刀具以双向高压喷冷(分别从前刀面和后刀面)方式实施高效切削

你不必担心机床尚不具备HPC高压喷冷功能,因为你完全可以通过对现有传统冷却方式及低压力冷却液模式进行改造以实现先进的高压喷冷加工。许多刀具公司都有可实现高压喷冷改造用的刀座、刀杆、冷却系统集成模块以及相关的工艺技术,这些改制后的刀座、刀杆系统可以实现双向高压喷冷方式加工,非常有效地在第一时间将高压冷却液喷向切削区域,从而瞬间去除切削热。

精简供应商或品牌

追求刀片单刃成本的最优化固然重要,但这绝非是优化的全部。为车削加工选择好的刀具是大家普遍认知的事,但是作为更加精明的金属切削行家,如何科学高效地管控刀具库房也非常重要,这些年来,刀具库房里各种刀具品牌、刀片牌号越来越多,且鱼龙混杂,说不定个别刀片可以运行的参数能力甚至已经跌回到了当年CNC数控加工刚刚推出时期的水平了,充满热情并善于推销的刀具销售人员总会想方设法在你前一批刀具即将消耗殆尽,需要补充前说服你又引入一批新的刀具品牌,从而使你的库存日渐臃肿庞杂和难以管理。

如果客户选定的刀具供应商是事先做过品牌论证,能够确保持续提供效率提升及刀具使用寿命,那么选择在生产现场配置可以对刀具进行实时监控管理的“物联网加刀具自助库存售货机”的崭新合作模式就意味着:零距离供货实现最快供货;零库存供货实现成本优化,它能够帮助客户共同提升核心竞争力并应对新的挑战!

一种崭新的、高效的刀具自助选用及管理战略就是在客户生产现场配置可以对刀具进行实时监控管理的“物联网加刀具自助库存售货机”,对客户意味着零库存供货

以加工镍基合金轴类零件为例,相比于加工常规材料零件,它是一件令人费心的事,仅仅在如何选用常规的80°刃尖角的C型车刀片上就可能会有一大堆的不同选项,如果我们没有重点地去遴选,那就意味着我们必须去面对对诸多产品的了解、筛选、试刀、报告整理分析、评判等等工作,结果并不一定是最高效的。

优化并不意味着最大化

期望并追求车削刀具的卓越表现时需注意“优化并不意味着最大化”,即使实现了刀具的实际使用寿命最长或可加工零件数最多也并不意味着实际加工成本的最优化。在很多情况下,刀具在出现足以应该被更换掉的磨损或刃口崩坏之前可能可以一直坚持加工30个零件,但从加工的可靠性对加工整体经济性的影响来分析,或许当刀具加工到第25件零件时就被更换掉是最佳的选择。另外,即使有时刀具在某个切削参数组合下进行工作并能够维持很持久的刀具寿命,但这却并不意味着就是最佳切削参数组合,实际上如果刀具的实际连续累计切削使用寿命在15min左右为最佳,这一使用寿命下所对应的切削参数组合往往是该刀具针对这一特定工件材料的最佳切削参数组合推荐值,刀具可以使用的时间越长并不意味着成本越低。

如果可能,应该尽量有规律地、同步间隔地来同时更换恰好用到使用寿命的所有刀具(即产品组合的同步使用寿命设计策略)

不应该将刀具的更换寿命和更换时间相互割裂地标定并各自进行,而应该按照合理的、有规律的同步间隔来实现更换,实现加工的最理想状态应该是:尽量减少停机开门换刀的次数和时间,实现可预计和有规律及有合理间隔的刀具更换,让机床和加工系统保持良好的持续自主加工工作以便腾出足够有规律的时间让自己做好其它工作。要实现这样的效果,之前的工艺计划准备工作、刀具寿命的同步优化工作、切削参数的优化整合工作、管理和操作规章制定等都是前提。

有的时候,个别刀具因为实际被使用频率太低或特别耐用有着比其它刀具长很多的使用寿命,针对这种情况,可以通过对其使用规律的摸索来制定一个强制换刀的时间规定,在对其它刀具做统一更换时一并更换,比如在一组车削刀具中,粗加工刀具的使用寿命是18min,精加工刀具的使用寿命是67min,切槽刀的使用寿命是39min,那么我们最好通过对各个刀具的切削参数经过优化以实现以下更换时间规律:

(1)将粗加工刀具的使用寿命优化稳定到15min,并在第15min时更换粗加工刀具;

(2)将切槽刀具的使用寿命优化稳定到30min,在第30min时同时更换粗加工刀具和切槽刀;

(3)在第45min时更换粗加工刀具;

(4)将精加工刀具的使用寿命优化稳定到60min,在第60min时同时更换粗、精、切槽刀具;

循环执行以上更换规律。

保持整洁有序和可靠状态

比保持自己工作区域的整洁有序,更重要的是做好车间里机床及工具的日常维护并确保其可靠的工作状态,比如忽视对刀具刀杆刀盘等的日常维护和良好工作状态的确认或保持,这样的疏忽往往是导致刀片使用寿命差、工件加工质量不好、加工质量不稳定、残次品率高等的问题,甚至不排除可能会招致更严重的灾难性的事故或损失。

有规律地、定期地检查并确认刀杆刀盘上的刀片安装槽的质量、有效性、可靠性是一项非常值得重视的工作,它可以确保车削系统的高效工作

定期检查刀片安装座槽是非常重要的,主要的方面有检查刀片座槽的各个定位面的磨损程度、变形情况、刀垫是否完好、有无出现裂纹、刀片夹持机构是否仍保持良好可靠状态、是否仍能很有效地夹紧刀片、是否存在刀片与定位面之间的间隙、定位销是否完好等等。刀杆本身应该要定期从机床刀架或刀塔上拆解下来做检查和安全确认,例如每更换20-30次刀尖后,这取决于各个客户自身对加工规律的把握情况而定。应该及时清理刀杆上在刀片座槽内残留的积屑以免影响刀片正确安装,及时查找刀杆的刀片座槽中或其它如夹紧机构上等可能出现的损坏并及时用钳工锉、油石等修复,但当刀杆确实出现明显损坏不宜继续使用时应该果断更换。

及时做好记录

建立并制定要求将所有必要数据和信息第一时间登记记录在以PC台式电脑或平板电脑为平台的工作档案归纳系统中的制度至关重要,即使无法做到每台设备都配备一台也没关系,但是必须至少每个生产单元有一台。

制度化、常态化运用模板化了的工作日志表来做好日常的工作信息文档记录和管理是提高对现场科学管理的基本保障,这样可以确保所有必要信息被及时记录和保存,以便持续查询、追踪、参考,避免因为人员变动调整出现经验断崖而犯重复性错误。

生产车间应该有条件至少在每一个生产单元(楼层)配置一台以PC台式电脑或平板电脑为平台的工作档案记录设备,以规范必要的信息数据归档,当然最好每台设备都能配备。

即使生产车间因为还没有购置这样的设备而不具备这样的条件来做刀具的集中数据管理,也可以利用现在众多的公共资源或平台上的各类APP软件来获取如加工效率测算、技术培训资料、刀片性能和表现鉴定等的分享应用软件来让工艺工程师的工作变得更加轻松自如,也可以利用云端工具库的大数据系统的丰富资源和经验来为自己的工艺制定、加工编程等等找到依托、支持和力量。

持续地学习和培训

当今是新知识、新技术飞速发展并充满激烈竞争的时代,持续学习是如此地必要。有些公司已经撤销了专门的工艺技术部门,转而让车间一线工程师自己承担并负责编制工艺方案、制造计划、程序编制、选配刀具、切削参数确定等等技术工作。

事实上,现在对一线车削操作工程师在有关刀具知识、设计技术、使用技能上的要求越来越高了,他们必须能够独立处理好几乎所有的相关工作。所以他们应该获得持续培训,许多的机床设备、夹具、刀具、软件等的相关行业供应商或他们的代理都具有各式各样、经常性的培训课程,这些课程有些是传统的面对面的授课模式,但更多的是网络在线培训、企业预设培训等。

比如在众多刀具公司推出的类似课程中就有山特维克可乐满公司在其公司网站上就推荐了以下专门给车削工程师的培训:

为何采用比刀尖圆角更大的切深可以优化切削力?

为什么更高的切削线速度对提高刀片使用寿命最有效?

如何应用刀片修光刃技术来实现高效率、高表面粗糙度质量要求的车削加工?

为何越大的切削主偏角越有利于减缓切削震动?并且有利于提高切削进给?

另外:请不要忘记,机床公司和刀具公司的技术服务专家他们因为常年在为各式各样的客户提供服务的同时积累了丰富的相关技术、知识、经验,如何经常获得他们的服务、支持、头脑风暴式的建议是很值得的。

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