优化刀具结构 降低生产成本

在车削加工中,高材质的切刀是不可或缺的。使用带有双片切刀的车削装置进行加工作业,车刀消耗可减少一半以上。再加上缩短了整个作业时间,可节省作业成本高达25%。

从事车削加工的Franz Schirling公司(位于德国Babenhausen)已有20台棒材加工车床投入使用,加工直径为3~90mm的工件。这些作业中有受客户委托的单个工件加工,也有多达10000件的大批量加工。该公司的绝大部分客户来自机器制造业、汽车工业、液压件、光学仪器和医药技术制造工业。由于该公司的顾客群范围广,所以其使用的加工刀具的材质同样范围广泛,除了常规钢制刀具外,该公司还使用不锈钢刀具、铸钢刀具、轻金属/有色金属刀具或是合成材料刀具等。

图1 带有加强式柄杆的刀具正用于车削加工ST52材质的套筒

将单刃切刀换成双刃切刀

长期以来,Franz Schirling公司使用由R.Pöeppel公司(位于德国Memmingen)提供的标准型单片切刀进行加工作业。为了提高生产能力,R.Pöeppel公司建议Franz Schirling公司使用双片切刀进行加工作业,也就是使用Walter Cut车削装置进行加工。R.Pöeppel公司建议采用带有G1042型自动夹具的深进给切刀,该切刀具有带G1041型螺旋夹紧装置的加强型结构,两个刀片是采用进给深度为24mm的GX24型双刃切刀。该结构的车刀由各种材质制成,车刀的外形几何尺寸也不尽相同。

图2 Franz Schirling公司在车削加工作业中使用
带有自行夹紧装置(a)、加强式柄杆和螺纹夹紧装
置的深进刀刀片(b),两种刀片均为双刃进刀刀片

进行中等深度进给的车削加工作业时,通常选择由WSM33材质制成的CF5结构的车刀。而Walter公司采用R.Pöeppel公司提供的PVD-Tigertec材质的专用车刀达到了切削加工作业的最佳化。这种车刀的特殊性能是韧度特别高,而这种特殊性能对切削加工作业来说尤为重要。Franz Schirling公司进行一般性切削加工作业时,则选择外形几何尺寸为CF5结构的车刀。R.Pöeppel公司提供的车刀类别清晰,刀具的材质范围广泛。

对于如何通过选择刀具降低加工作业成本,Franz Schirling公司和R.Pöeppel公司提出了一个建议实例,使用ST52结构的套筒直径为60mm的刀具,建议客户考虑使用类似的刀具估算每年达500000件。鉴于此类刀具投入加工作业生产的量大,所以,此类刀具在生产流程中的可靠性和使用寿命便成了一个核心问题。此外,在车削加工作业中平均1/10的动作是进刀,这也很重要。节省加工成本则意味着在加工作业过程中机床必须保持不停机。机加工企业期望在生产流程中不出现故障,不用进行计划外停机更换刀具。更换刀具的间隔越长,加工作业的经济性越佳。

图3 Franz Schirling公司车削加工的典型材
质工件,加工工序的最后阶段进行切开挖取

降低25%的加工成本

使用有双片切刀的车削装置进行加工作业的具体效果是:刀具在有效使用期限中由原来的车削800个套筒提高到了1000个。在此,由于采用了Tigertec刀具材料,相应延缓了更换刀具的停机时间。Franz Schirling公司在使用有双片切刀的车削装置前,每年需使用2000个单螺纹攻刀片。而采用了双片切刀的车削装置后,每年仅需使用800个刀片。对转台的需求降低不仅降低了刀具的使用成本,而且由于缩短更换刀具的时间从而进一步降低了车削加工成本。此外,虽然机床加工每个工件可缩短的有效运行时间是以秒来计算,但总体计算下来机床车削加工的时间节省了20h,加工成本总计最多可降低25%。因此,Franz Schirling公司毅然决定采用Walter公司提供的适用于所有机床生产流程的Walter Cut结构的刀具。

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