数控加工刀具技术的现状及未来发展趋势
2010年05月06日 15:58 18371次浏览 来源: 中国刀具商务网 分类: 新技术
五、切削加工新的配套技术
切削加工的配套技术是现代切削技术不可缺少的组成部分,对切削技术的进步起着重要的作用,已成为现代工具产品的一部分,并与切削技术和刀具保持着快速同步的发展。现阶段的切削配套技术主要包括工具系统的刀柄、刀具的装夹与动平衡、刀具的使用、监控和管理技术等。
首先,在工具系统和刀柄方面:HSK刀柄的应用更加普及,各类带HSK刀柄的工具在我国的汽车工业、航空航天工业、模具制造业、气轮机制造业等行业得到了广泛的应用。与此同时,日研公司和大昭和公司分别开发了三处接触(3LOCKSYSTEM)和双面接触(BIGPLUS)两种7:24连接刀柄,与现有的7:24刀柄比较,它们有更高的连接刚性和精度,可用于高速、高效切削,并且还能与现有的7:24刀柄或机床兼容,减少了新增的工具费用,具有现实意义。
Sandvik公司的Capto刀柄随着使用面的不断扩大推出了与之配套的刀具主轴,并以OEM的方式供应数控机床制造商,以充分发挥Capto刀柄在车削中心复合加工中的优良性能。
其次,在夹紧部位方面:各类高效、高性能工具夹头得到广泛应用。国外各刀具公司研制开发了液压夹头、热装夹头、压入式夹头等各种刀具夹紧系统。如:德国雄克公司开发了一种无夹紧元件的三棱变形静压夹头;日本日研工作所开发的PF压入式系列刀柄,也实现了端面接触,卸刀时采用专门装置把刀具顶出;Sandvik公司开发了CoroGrip液压驱动夹头;Biltz、Zoller等数家公司开发了热装夹头及加热装置,新推出的加热夹头装置都加快了冷却的速度,增加了冷却的工位,有的还增加了轴向可调的机构,并与对刀仪结合在一体,提高了加热夹头装刀的轴向精度。
第三,在刀具安全性技术方面:刀具的动平衡技术得到了飞速发展。刀具的动平衡是高速铣削刀具的重要指标,为此,德国的HAIMER和意大利的CEMB等公司,根据对刀具动平衡的要求开发了专用的动平衡仪。可实现全自动的刀具动平衡测量,计算机屏幕显示不平衡量的大小、相位及相应的平衡质量等级和最大使用转速等数据,并可根据需要作一个平面或两个平面的不平衡测量,设定平面的位置,不平衡量的去重位置由激光束指示,还可通过更换主轴接头测量不同刀柄的刀具。目前,安全性技术已被世界上着名的工具制造厂家所采用,除德国的Walter、Mapal等公司推出的高速铣刀外,日本东芝Tungaloy公司的DIA9000加工铝合金铣刀、住友电工公司的专用SUMIDIA金刚石铣刀等在结构上都作了改进,以适应高速加工的需要,推荐的切削速度为3000~5000m/min。美国Valenite公司推出的直径3~12in的高速面铣刀,其铝合金刀体经表面处理后硬度达60HRC,提高了刀体的耐磨性。旋转刀具的动平衡,按ISO1940/1的规定,已达G40等级以上,某些精加工高速铣刀的不平衡质量已达到G2.5级,平衡性比G40高很多,而美国平衡技术公司推出的刀具动平衡机甚至可平衡到G1.0级。
六、数控切削技术的发展对工具工业提出了更高的要求
一方面,高精度、高效率、高可靠性和专用化是先进数控加工技术的基本特征,现代刀具企业最响亮的竞争口号,就是为制造业提供效率最高的切削刀具。制造业也认识到通过采用高效率刀具提高劳动生产率来降低成本,比单纯节省刀具费用更加有利。所以,在现代刀具的制造和使用领域,“效率优先”已经代替了传统的“性能价格比”老概念。
其次,要求现代工具企业具有综合的高科技特征,现代工具企业的生存和发展需依靠强大的研究开发能力作后盾,在提高切削率这样一个根本目标的推动下,现代刀具企业从传统的单纯加工型企业逐步发展成为涉及刀具基础材料、表面处理、基础工艺和和成套服务等具有综合高科技特征的开发型企业。其表现在:第一,工具新材料的研发和生产已经成为现代刀具企业不可分割的组成部分;第二,涂层技术(PVD和CVD)的开发和应用成为现代刀具制造业中与新材料发展并驾齐驱的技术发展方向;第三,先进数控加工技术的开发和应用已经成为现代刀具制造业确保产品质量的必备手段。
现代刀具发展的重要特征之一是专业化、复合化和多功能化,导致刀具结构日趋复杂,形状变得十分特异。传统的刀具工艺技术——普通机床和卡具已经无法保证刀具和刀片的安装基准和切削单元之间的空间位置精度。因此,多轴联动的数控加工技术已经成为现代刀具企业不可缺少的手段。由于刀具制造工艺的特殊性,刀具制造的专用数控机床通常由刀具企业自行研究开发,机床企业协作制造。所以,刀具专用数控技术和装备的开发和应用已经成为现代工具企业的一个重要工作内容。由此可见,现代刀具企业的运作范围,从专用原材料的研究和生产开始,囊括了表面处理技术和刀具生产专用数控技术及装备的研发和应用。“三高一专”刀具产品的研究、生产和推广服务,成为了企业竞争的焦点,谁发展慢一点,就要被淘汰出局。这种竞争的结果,使国际工具工业的发展日趋集中化。那些具有强大研发能力和经济实力的企业在竞争中脱颖而出,成为推动和领导行业发展的主力。在制造业中,生产技术运作跨度如此宽的行业并不多见。
另一方面,对用户提供综合服务的深度和广度日益成为衡量现代工具企业竞争力的重要标志。在传统工具工业的生产模式下,工具企业只是一个标准刀具的生产供应商,使用现场的诸多技术问题和管理问题,都是使用者自己来解决的。而发展到现代工具工业阶段,这个服务者的角色发生了大变换。国外制造业为使新产品开发费用和管理工作量部分地转嫁到工具供应商,达到共同承担开发风险之目的,广泛采用平台战略,全球采购、一体化管理方式已成趋势。在工具的采购上,将目标转向生产成本低的国家和地区,以降低生产成本,增加市场竞争力。在工具管理上则突出表现为工具厂从主要提供刀具产品转变为主要提供切削技术,负责刀具采购、管理和现场服务,即所谓一体化管理模式。工具企业向用户提供的已经不是单纯的刀具产品,而是切削加工问题的整体解决方案,这个方案的两个基本要素就是先进的刀具和优质的服务。因此,是否具备向用户提供全方位优质服务的能力,已经成为衡量现代工具企业竞争力的一个重要指标。
责任编辑:仁可
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