組合刀具的應(yīng)用

1、.組合刀具的應(yīng)用前景字體大?。捍?中 小2010-09-03 14:59:45來源：五金資訊 為了適應(yīng)制造技術(shù)所面臨的產(chǎn)品日益多樣化、更高的生產(chǎn)效率和環(huán)保的要求，相繼出現(xiàn)了高速切削、干式切削等新的加工技術(shù)。高速切削技術(shù)使加工過程中的切削時(shí)間顯著減少，這是采用了新的刀具材料和涂層所取得的效果。在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步提高切削參數(shù)來提高生產(chǎn)率的潛力已十分有限。 提高生產(chǎn)率另一種辦法就是盡可能減少輔助時(shí)間。首先，把復(fù)雜零件分解為很多工序并采用很多刀具的加工工藝方法占了很多換刀時(shí)間和工序前后的傳送時(shí)間。減少這些時(shí)間對(duì)提高生產(chǎn)率就有現(xiàn)實(shí)意義。其中一個(gè)已被證實(shí)了很有效的做法就是用多功能的組合刀具取代功能單一

2、的標(biāo)準(zhǔn)刀具，而正確選擇和合理使用組合刀具才會(huì)取得應(yīng)有的效果。 目前越來越復(fù)雜的組合刀具結(jié)構(gòu)被用戶所認(rèn)可。為推動(dòng)組合刀具的發(fā)展和擴(kuò)大使用范圍，刀具制造商在開發(fā)這些刀具的同時(shí)，必須考慮到用戶可能遇到的種種問題，尋求解決辦法，采取種種措施，包括開發(fā)有一定柔性的可控的刀具、開發(fā)新的涂層技術(shù)、刀具材料和幾何形狀，為降低刀具成本，甚至可把刀具的生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到制造成本低的地區(qū)去生產(chǎn)。 但是有柔性的組合刀具只有在不需改造機(jī)床或與控制系統(tǒng)能順利連接時(shí)才得以推廣；新的組合刀具將把與加工效率有關(guān)的每個(gè)因素，如基體材料、涂層材料、幾何形狀等因素，都應(yīng)針對(duì)具體的加工對(duì)象予以最佳化，形成綜合優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，由于輔助時(shí)間的

3、節(jié)省而提高了這些優(yōu)勢(shì)的利用程度，取得提高生產(chǎn)率的效果。這種把提高切削效率和減少輔助時(shí)間綜合應(yīng)用的趨勢(shì)，將推動(dòng)組合刀具更廣泛的應(yīng)用組合刀具-一次裝夾完成全部加工字號(hào)顯示：大 中 小2009-02-18 08:53:00來源：組合刀具-一次裝夾完成全部加工只有將多種加工合并在一道工序中，使輔助時(shí)間縮到最短，才有可能經(jīng)濟(jì)地批量生產(chǎn)工件。這可以憑借組合刀具實(shí)現(xiàn)。組合刀具可鉆不同直徑的孔,可以在旋轉(zhuǎn)時(shí)銑端面、銑沉孔、倒棱、鉸孔或者車削出螺紋。組合刀具特別適用于需要多把刀具系列加工的復(fù)雜工件。原來每次鉆孔、倒棱或車削螺紋后，都要更換刀具，現(xiàn)在卻可在一次裝夾中全部完成。這就明顯地減少了加工工件所需用的刀具數(shù)

4、量和相應(yīng)刀庫(kù)所占用的空間。一把組合刀具可替代5到10把常規(guī)刀具。在加工復(fù)雜工件的情況下，由于縮短了節(jié)拍時(shí)間，故能使加工時(shí)間降低約70%，并由此節(jié)省了刀具的購(gòu)置費(fèi)用。然而，這種多功能刀具的優(yōu)越性，遠(yuǎn)非僅限于簡(jiǎn)化了刀具管理和減少了購(gòu)買刀具與庫(kù)存的費(fèi)用。因?yàn)樗星邢鞫及才旁诒舜司o湊排列的刀具上，各刀片間的位置是準(zhǔn)確確定的，由此而得到的高精度,降低了檢驗(yàn)費(fèi)用和簡(jiǎn)化了質(zhì)量保證工作。 應(yīng)用組合刀具，其加工精度依賴于刀具本身。這比完全依賴于機(jī)床獲得精度能取得更好的效果。因此，這種刀具更適合加工特別精密的工件。雖然它的初衷是為大批和中批量加工而設(shè)計(jì)的，但出現(xiàn)在重復(fù)的小批量加工情況下，也顯現(xiàn)出其優(yōu)越性。 組合刀

5、具的品種范圍已從簡(jiǎn)單的分級(jí)鉆孔延伸到帶有各種切削材料的、應(yīng)用于不同生產(chǎn)任務(wù)的、高度復(fù)雜的、由多個(gè)部分組成的刀具。所謂的多技術(shù)刀具，是能在一道工序中進(jìn)行鉆孔、倒棱、銑沉孔和銑螺紋，或者可進(jìn)行硬切削和軟切削，以及粗加工和精整加工。由于刀具有較高的精度，對(duì)于成品加工而言，它比用兩種刀具加工所留的加工余量明顯要小得多。其結(jié)果是：提高了工件表面質(zhì)量和耐用度。 具有超精細(xì)結(jié)構(gòu)(HFS)的模塊，可以根據(jù)生產(chǎn)的需要進(jìn)行組配。通過有3mm精度的HFS接口，可組合成由多段模塊制成的刀具。精整加工的加工余量總計(jì)僅為百分之幾毫米。模塊化結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了刀具的再磨削。此種更換模塊的刀具優(yōu)越性在于，在變換工件的情況下，能簡(jiǎn)單、

6、快速和高精度更換某一模塊。必要時(shí)，甚至在機(jī)床工作時(shí)間內(nèi)便可完成更換。 如今通用加工中心與組合刀具結(jié)合，可創(chuàng)造前幾年只有專用機(jī)床上才能達(dá)到的生產(chǎn)率。3種技術(shù)革新沖破了高生產(chǎn)率機(jī)床加工方面的制約：具有高穩(wěn)定性和極小徑向振擺的主軸；精密的HSK刀柄以及適合于大功率切削的刀具材料和鍍層裝置。在最近十年中，這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步非凡，技術(shù)的發(fā)展有效地提高了刀具的耐用度。組合刀具更具實(shí)際意義。 另外，由于切削材料和鍍層技術(shù)有很大的發(fā)展?jié)摿?刀具的應(yīng)用能力將進(jìn)一步提高。還有一個(gè)發(fā)展動(dòng)力就是干式切削技術(shù)。雖然人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)早有研究，但要進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用還有待進(jìn)一步開發(fā)。最后，使用經(jīng)過改善幾何參數(shù)的硬質(zhì)合金刀具、PKD

7、刀具和CBN刀具，可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)精度的加工。這將進(jìn)一步擴(kuò)展刀具的應(yīng)用。更少量的切屑便于清除和處理。 進(jìn)一步的趨勢(shì)是開發(fā)定向于平臺(tái)的刀具。對(duì)于刀具生產(chǎn)，這就意味著要參照汽車制造業(yè)的做法：根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的變化，進(jìn)行合理的組合或者變換切削及功能模塊。其主要優(yōu)點(diǎn)在于，可快速價(jià)廉地制造各種專用刀具。另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是按力學(xué)原理進(jìn)行刀具的開發(fā)。目前已出現(xiàn)了可使刀具精調(diào)、并進(jìn)行粗加工和精整加工操作的方案。 由于要為每個(gè)工作任務(wù)量體裁衣，所以通常組合刀具都要專門制作。但它們的價(jià)格并不會(huì)因此而比通用刀具昂貴，因?yàn)閮H僅是更高的生產(chǎn)率就足以彌補(bǔ)制作所需額外的費(fèi)用。當(dāng)然需要根據(jù)實(shí)際情況確定生產(chǎn)批量多大時(shí)才值得采用組合刀具。

8、有這種意向的是那些生產(chǎn)廠商，他們不僅需要提供刀具，而且還需要依據(jù)用戶數(shù)據(jù)，制定完整的生產(chǎn)過程方案。 組合刀具能使復(fù)雜工件加工節(jié)拍時(shí)間降低1/4。技術(shù)課堂：組合刀具的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展前景字號(hào)顯示：大 中 小2008-01-08 17:06:00來源：全球五金為了適應(yīng)制造技術(shù)所面臨的產(chǎn)品日益多樣化、更高的生產(chǎn)效率和環(huán)保的要求，相繼出現(xiàn)了高速切削、干式切削等新的加工技術(shù)。高速切削技術(shù)使加工過程中的切削時(shí)間顯著減少，這是采用了新的刀具材料和涂層所取得的效果。在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步提高切削參數(shù)來提高生產(chǎn)率的潛力已十分有限。提高生產(chǎn)率另一種辦法就是盡可能減少輔助時(shí)間。首先，把復(fù)雜零件分解為很多工序并采用很多刀具

9、的加工工藝方法占了很多換刀時(shí)間和工序前后的傳送時(shí)間。減少這些時(shí)間對(duì)提高生產(chǎn)率就有現(xiàn)實(shí)意義。其中一個(gè)已被證實(shí)了很有效的做法就是用多功能的組合刀具取代功能單一的標(biāo)準(zhǔn)刀具，而正確選TodayHot擇和合理使用組合刀具才會(huì)取得應(yīng)有的效果。組合刀具的形式迄今為止，組合刀具有多種形式。常見的階梯鉆就是一種簡(jiǎn)單的組合刀具，其特點(diǎn)是在一次走刀中完成幾把刀同一種工藝的加工。較復(fù)雜的組合刀具常常集成可完成不同工藝的幾把刀，如能鉆孔又能銑削的鉆銑刀等組合刀具，通常要分幾次走刀或在不同工位上依次完成幾把刀的切削。這是一種最典型的組合刀具，可覆蓋很大的加工范圍，既有簡(jiǎn)單的鉆孔?倒角組合刀，也有集成510把刀的專用組合刀

10、具。還有一種更為復(fù)雜的組合刀具：內(nèi)部集成有產(chǎn)生輔助切削運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)軸，有機(jī)械式和機(jī)械電子式兩種，可以滿足加工零件特殊部位的要求，這樣的刀具對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)或機(jī)床的控制系統(tǒng)往往有特殊的要求，以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)部分的控制。組合刀具的優(yōu)點(diǎn)組合刀具的主要優(yōu)點(diǎn)是提高了生產(chǎn)效率。如使用有4個(gè)階梯的鉆頭，加工一個(gè)活塞孔的時(shí)間大約縮短70%。除了節(jié)省換刀時(shí)間外，用戶還可從空出的機(jī)床刀庫(kù)位置和減少的刀具夾頭中獲益，空出的刀庫(kù)位置可使備用刀具在機(jī)床工作的同時(shí)予以更換。由于刀具數(shù)量減少，所以可簡(jiǎn)化刀具的管理，節(jié)省費(fèi)用。關(guān)于組合刀具價(jià)格昂貴的問題，在計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮到由于減少刀夾和節(jié)省行政費(fèi)用所得到的補(bǔ)償；因此，一把專用

11、組合刀具能替代的標(biāo)準(zhǔn)刀越多，就應(yīng)越早加以采用。此外，在加工質(zhì)量方面，應(yīng)用專用組合刀具也是有HotTag利的，使機(jī)床的定位精度不再那么重要，例如一個(gè)多臺(tái)階的孔在一次走刀中就加工完成，孔的不同心度誤差也減少，因?yàn)榍懊娴你@頭對(duì)后面的鉆孔起到了定心的作用。同時(shí)，使用復(fù)雜的組合刀具要求機(jī)床的操作者有相應(yīng)的知識(shí)，所以對(duì)他們應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn)。要在內(nèi)孔加工空刀槽，可用有控制功能的組合刀具。圖8是Komet公司開發(fā)的加工鑄鐵剎車鼓殼體的孔和槽的組合刀具，可保證兩者之間很好的同心度。它是由一把套裝銑刀和一個(gè)滑塊組成，加工時(shí)首先由鉸刀鉸孔，然后整把刀具繼續(xù)在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由滑塊帶著兩把刀進(jìn)行徑向切槽，此時(shí)鉸刀的刃帶起支承作用

12、。使用這把刀具的前提是，需要一臺(tái)專用機(jī)床，以操縱驅(qū)動(dòng)滑塊的拉桿。為了使這種組合刀具能在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床上使用，Komet公司推出了機(jī)電一體化的可調(diào)滑動(dòng)元件的刀具，在刀桿里面內(nèi)置一個(gè)可控的電機(jī)，驅(qū)動(dòng)刀具里的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，這樣可由系統(tǒng)直接控制滑板的移動(dòng)。從以上介紹的各種組合刀具可以看出，多數(shù)組合刀具是針對(duì)一個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)合而開發(fā)的專用刀具，因此供貨時(shí)間長(zhǎng)。如何才能縮短供貨時(shí)間，確保產(chǎn)品質(zhì)量，Komet公司在1996年實(shí)施了一個(gè)“容易專用化”項(xiàng)目，借助一個(gè)CAD/CAM系統(tǒng)，對(duì)每一個(gè)具體工件的組合刀具可根據(jù)圖紙的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬。至今，Komet公司組合刀具的30%銷售額是用這個(gè)方法開發(fā)的，供貨時(shí)間由平均810周

13、下降到只需3周。目前越來越復(fù)雜的組合刀具結(jié)構(gòu)被用戶所認(rèn)可。為推動(dòng)組合刀具的發(fā)展和擴(kuò)大使用范圍，刀具制造商在開發(fā)這些刀具的同時(shí)，必須考慮到用戶可能遇到的種種問題，尋求解決辦法，采取種種措施，包括開發(fā)有一定柔性的可控的刀具、開發(fā)新的涂層技術(shù)、刀具材料和幾何形狀，為降低刀具成本，甚至可把刀具的生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到制造成本低的地區(qū)去生產(chǎn)。但是有柔性的組合刀具只有在不需改造機(jī)床或與控制系統(tǒng)能順利連接時(shí)才得以推廣；新的組合刀具將把與加工效率有關(guān)的每個(gè)因素，如基體材料、涂層材料、幾何形狀等因素，都應(yīng)針對(duì)具體的加工對(duì)象予以最佳化，形成綜合優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，由于輔助時(shí)間的節(jié)省而提高了這些優(yōu)勢(shì)的利用程度，取得提高生產(chǎn)率的

14、效果。這種把提高切削效率和減少輔助時(shí)間綜合應(yīng)用的趨勢(shì)，將推動(dòng)組合刀具更廣泛的應(yīng)用。組合刀具的合理使用及選擇 2007-11-01 16:48:00(來源：今日五金)為了適應(yīng)制造技術(shù)所面臨的產(chǎn)品日益多樣化、更高的生產(chǎn)效率和環(huán)保的要求，相繼出現(xiàn)了高速切削、干式切削等新的加工技術(shù)。高速切削技術(shù)使加工過程中的切削時(shí)間顯著減少，這是采用了新的刀具材料和涂層所取得的效果。在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步提高切削參數(shù)來提高生產(chǎn)率的潛力已十分有限。提高生產(chǎn)率另一種辦法就是盡可能減少輔助時(shí)間。首先，把復(fù)雜零件分解為很多工序并采用很多刀具的加工工藝方法占了很多換刀時(shí)間和工序前后的傳送

15、時(shí)間。減少這些時(shí)間對(duì)提高生產(chǎn)率就有現(xiàn)實(shí)意義。其中一個(gè)已被證實(shí)了很有效的做法就是用多功能的組合刀具取代功能單一的標(biāo)準(zhǔn)刀具，而正確選TodayHot擇和合理使用組合刀具才會(huì)取得應(yīng)有的效果。一、組合刀具的形式迄今為止，組合刀具有多種形式。常見的階梯鉆就是一種簡(jiǎn)單的組合刀具，其特點(diǎn)是在一次走刀中完成幾把刀同一種工藝的加工。較復(fù)雜的組合刀具常常集成可完成不同工藝的幾把刀，如能鉆孔又能銑削的鉆銑刀等組合刀具，通常要分幾次走刀或在不同工位上依次完成幾把刀的切削。這是一種最典型的組合刀具，可覆蓋很大的加工范圍，既有簡(jiǎn)單的鉆孔?倒角組合刀，也有集成510把刀的專用組合刀具。還有一種更為復(fù)雜的組合刀具：內(nèi)部集成有

16、產(chǎn)生輔助切削運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)軸，有機(jī)械式和機(jī)械電子式兩種，可以滿足加工零件特殊部位的要求，這樣的刀具對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)或機(jī)床的控制系統(tǒng)往往有特殊的要求，以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)部分的控制。二、組合刀具的優(yōu)點(diǎn)組合刀具的主要優(yōu)點(diǎn)是提高了生產(chǎn)效率。如使用有4個(gè)階梯的鉆頭，加工一個(gè)活塞孔的時(shí)間大約縮短70%。除了節(jié)省換刀時(shí)間外，用戶還可從空出的機(jī)床刀庫(kù)位置和減少的刀具夾頭中獲益，空出的刀庫(kù)位置可使備用刀具在機(jī)床工作的同時(shí)予以更換。由于刀具數(shù)量減少，所以可簡(jiǎn)化刀具的管理，節(jié)省費(fèi)用。關(guān)于組合刀具價(jià)格昂貴的問題，在計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮到由于減少刀夾和節(jié)省行政費(fèi)用所得到的補(bǔ)償；因此，一把專用組合刀具能替代的標(biāo)準(zhǔn)刀越多，就應(yīng)越早加

17、以采用。此外，在加工質(zhì)量方面，應(yīng)用專用組合刀具也是有HotTag利的，使機(jī)床的定位精度不再那么重要，例如一個(gè)多臺(tái)階的孔在一次走刀中就加工完成，孔的不同心度誤差也減少，因?yàn)榍懊娴你@頭對(duì)后面的鉆孔起到了定心的作用。同時(shí)，使用復(fù)雜的組合刀具要求機(jī)床的操作者有相應(yīng)的知識(shí)，所以對(duì)他們應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn)。要在內(nèi)孔加工空刀槽，可用有控制功能的組合刀具。圖8是Komet公司開發(fā)的加工鑄鐵剎車鼓殼體的孔和槽的組合刀具，可保證兩者之間很好的同心度。它是由一把套裝銑刀和一個(gè)滑塊組成，加工時(shí)首先由鉸刀鉸孔，然后整把刀具繼續(xù)在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由滑塊帶著兩把刀進(jìn)行徑向切槽，此時(shí)鉸刀的刃帶起支承作用。使用這把刀具的前提是，需要一臺(tái)專用機(jī)

18、床，以操縱驅(qū)動(dòng)滑塊的拉桿。為了使這種組合刀具能在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床上使用，Komet公司推出了機(jī)電一體化的可調(diào)滑動(dòng)元件的刀具，在刀桿里面內(nèi)置一個(gè)可控的電機(jī)，驅(qū)動(dòng)刀具里的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，這樣可由系統(tǒng)直接控制滑板的移動(dòng)。從以上介紹的各種組合刀具可以看出，多數(shù)組合刀具是針對(duì)一個(gè)特定的應(yīng)用場(chǎng)合而開發(fā)的專用刀具，因此供貨時(shí)間長(zhǎng)。如何才能縮短供貨時(shí)間，確保產(chǎn)品質(zhì)量，Komet公司在1996年實(shí)施了一個(gè)“容易專用化”項(xiàng)目，借助一個(gè)CAD/CAM系統(tǒng)，對(duì)每一個(gè)具體工件的組合刀具可根據(jù)圖紙的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬。至今，Komet公司組合刀具的30%銷售額是用這個(gè)方法開發(fā)的，供貨時(shí)間由平均810周下降到只需3周。三、組合刀具的發(fā)展前景

19、目前越來越復(fù)雜的組合刀具結(jié)構(gòu)被用戶所認(rèn)可。為推動(dòng)組合刀具的發(fā)展和擴(kuò)大使用范圍，刀具制造商在開發(fā)這些刀具的同時(shí)，必須考慮到用戶可能遇到的種種問題，尋求解決辦法，采取種種措施，包括開發(fā)有一定柔性的可控的刀具、開發(fā)新的涂層技術(shù)、刀具材料和幾何形狀，為降低刀具成本，甚至可把刀具的生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到制造成本低的地區(qū)去生產(chǎn)。但是有柔性的組合刀具只有在不需改造機(jī)床或與控制系統(tǒng)能順利連接時(shí)才得以推廣；新的組合刀具將把與加工效率有關(guān)的每個(gè)因素，如基體材料、涂層材料、幾何形狀等因素，都應(yīng)針對(duì)具體的加工對(duì)象予以最佳化，形成綜合優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，由于輔助時(shí)間的節(jié)省而提高了這些優(yōu)勢(shì)的利用程度，取得提高生產(chǎn)率的效果。這種把提高

20、切削效率和減少輔助時(shí)間綜合應(yīng)用的趨勢(shì)，將推動(dòng)組合刀具更廣泛的應(yīng)用。專用刀具在批量生產(chǎn)中的應(yīng)用/news/show-2609.html 發(fā)布日期：2009-06-03 瀏覽次數(shù)：341 核心提示：在中、大批量生產(chǎn)中，常?？梢酝ㄟ^工序集中來提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。工序的集中，除了采用多軸加工外，采用裝有多個(gè)切削刀刃的專用在中、大批量生產(chǎn)中，常?？梢酝ㄟ^工序集中來提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。工序的集中，除了采用多軸加工外，采用裝有多個(gè)切削刀刃的專用刀具(復(fù)合刀具)則是提高機(jī)床生產(chǎn)率的另一個(gè)重要途徑。由于復(fù)合刀具往往可以替代好多把常規(guī)刀具，并且往往是在工件的一次裝夾下和刀具

21、的一次工作行程中完成多道工序的加工，因此可以減少換刀次數(shù)，消除工件或刀具的重復(fù)定位誤差，從而可顯著減少輔助時(shí)間、提高加工精度和減少測(cè)量過程。此外，專用刀具還可以用來解決常規(guī)刀具難于進(jìn)行的一些加工任務(wù)。由于這些優(yōu)點(diǎn)，這類刀具不僅在組合機(jī)床和自動(dòng)線上得到廣泛應(yīng)用，而且近年來也愈來愈多地應(yīng)用于高速加工中心。長(zhǎng)期以來的生產(chǎn)實(shí)踐表明，在中、大批量生產(chǎn)中采用專用刀具對(duì)工件的多個(gè)相關(guān)功能表面進(jìn)行綜合加工，或?qū)﹄y于接近的功能表面進(jìn)行加工是實(shí)現(xiàn)加工合理化的有效手段。 孔加工專用刀具的結(jié)構(gòu)分類在中、大批量生產(chǎn)中，專用刀具除少量是屬于專用銑刀外，絕大部分是用于孔加工的專用刀具。在生產(chǎn)中，有很多加工任務(wù)不僅要通過專用

22、刀具來制造精密孔，而且往往需要借助于這類刀具來加工與精密孔相關(guān)的功能表面，如加工配合孔的凸臺(tái)端面、止口和環(huán)槽等。有些工件，特別是箱體件，有不少這類功能表面的加工往往要通過刀具的徑向走刀來實(shí)現(xiàn)(圖1) 。 圖1 需采用徑向走刀的多種加工任務(wù) 在加工時(shí)，并要確保配合孔相對(duì)于某一基準(zhǔn)面或另一個(gè)配合孔的位置精度(垂直度、同軸度)。從這里可以看出，專用刀具在孔和相關(guān)功能表面的綜合加工中無疑是起著十分關(guān)鍵的作用。從刀具結(jié)構(gòu)上，專用刀具可分為刀具固定式和刀具移動(dòng)式兩大類(表1 )。表1 專用刀具的結(jié)構(gòu)分類 刀具的結(jié)構(gòu) 刀具固定式 整體式 裝配式 機(jī)夾式 刀具移動(dòng)式 驅(qū)動(dòng)方式 推(拉)桿 撞靠 離心力 冷卻潤(rùn)

23、滑液 伺服電動(dòng)機(jī) (a)整體式(b)裝配式圖2 復(fù)合擴(kuò)孔鉆 固定式復(fù)合刀具又可分為整體式、裝配式和機(jī)夾式三種。這些復(fù)合刀具的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。整體式復(fù)合刀具由兩個(gè)或更多相同或不同類型的刀具組成，如復(fù)合鉆、復(fù)合擴(kuò)孔鉆、復(fù)合鉸刀和復(fù)合鏗鉸刀等。這類復(fù)合刀具的制造和刃磨十分不便，這樣的缺點(diǎn)可以通過采用裝配式復(fù)合刀具而得到改善(圖2) , 但是裝配式復(fù)合刀具由于增加了機(jī)械連接部位，刀具的剛性會(huì)受到一定程度的影響。機(jī)夾式復(fù)合刀具的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)?shù)毒吣p后，只需將可轉(zhuǎn)位刀片相應(yīng)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度或更換刀片，復(fù)合刀具又可重新使用。 刀具移動(dòng)式專用刀具，即受控致動(dòng)刀具，在目前，主要是采用推(拉)桿、撞靠、離心力、冷卻潤(rùn)

24、滑液和伺服電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)方式來使刀具實(shí)現(xiàn)橫向、斜向或軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 (a) (c) (b) (d) 圖3 推(拉)桿驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)刀具 通過機(jī)床主軸中的推(拉)桿(由裝在主軸箱末端的油缸或伺服電動(dòng)機(jī)推動(dòng))既可經(jīng)齒條一齒條、齒條一齒輪一齒條和斜塊驅(qū)動(dòng)刀體中的滑動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)橫向(或斜向)走刀(圖3a ) ，經(jīng)齒條一齒輪一扇形齒輪實(shí)現(xiàn)刀具的圓周進(jìn)給(圖3b ) ，也可借助推桿上的螺旋槽來驅(qū)動(dòng)偏心安裝(相對(duì)主軸中心線)的刀桿進(jìn)行回轉(zhuǎn)，使刀桿上的刀具在從起始位置轉(zhuǎn)動(dòng)到終點(diǎn)位置的過程中實(shí)現(xiàn)徑向進(jìn)給(圖3c ) ，或經(jīng)另一個(gè)與刀盤偏心連接的傳動(dòng)桿來推動(dòng)刀盤實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給(圖3d )。這類推(拉)桿致動(dòng)的專用刀具，可適

25、應(yīng)很廣的加工任務(wù)，用來加工凸臺(tái)端面、止口、內(nèi)外環(huán)槽、錐面和球面等功能表面。 在高速加工時(shí)，對(duì)于推(拉)桿驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)刀架的致動(dòng)刀具，即使裝有配重滑板，也難于達(dá)到相應(yīng)的動(dòng)平衡品質(zhì)，并且在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，作用在拉桿上的力對(duì)于主軸軸承也是難于承受的。而對(duì)于采用偏心工作的致動(dòng)刀具，由于回轉(zhuǎn)刀桿上切削刀刃從起始位置到終點(diǎn)位置的位置變化不會(huì)影響到刀具重心的改變，因此，這種偏心工作的專用刀具可用來進(jìn)行高速加工。 采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)推(拉)桿的致動(dòng)刀具，通過伺服電動(dòng)機(jī)與CNC 控制系統(tǒng)的連接，可以由CNC 控制系統(tǒng)直接控制切削刀刃的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于加工中心在主軸中不能設(shè)置推(拉)桿，所以在加工中心上主要是通過撞靠、離

26、心力、冷卻潤(rùn)滑液和伺服電動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)方式來推動(dòng)刀具移動(dòng)。圖4 撞靠式致動(dòng)刀具 撞靠式致動(dòng)刀具(圖4 )其工作原理是：機(jī)床主軸向前移動(dòng)，當(dāng)?shù)扼w上的刀具到達(dá)預(yù)定加工部位時(shí)，一個(gè)用軸承支承在刀體上的環(huán)形套就頂靠在工件的端面或夾具的止靠面上，使刀體不再向前移動(dòng)，而主軸仍繼續(xù)向前移動(dòng)，此時(shí)通過傳動(dòng)元件(如齒條一齒輪一齒條或斜滑塊，或傳動(dòng)桿等)將機(jī)床的軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為刀具的軸向、斜向或圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 撞靠式致動(dòng)刀具與推(拉)桿致動(dòng)刀具一樣，在生產(chǎn)中是應(yīng)用頻率較高的專用刀具。 離心力致動(dòng)刀具是一種很有創(chuàng)意的專用刀具，這種刀具是巧妙地利用了在高速加工時(shí)產(chǎn)生的離心力來推動(dòng)刀具的移動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其工作原理用圖5所

27、示的加工中心孔和環(huán)槽的致動(dòng)刀具來說明。精鏗刀加工中心孔f27.99H7 ，主軸轉(zhuǎn)速4000r/min ，此時(shí)油缸中的活塞連同切槽刀滑塊在離心力作用下徑向外移而離開已加工部位。當(dāng)切槽刀軸向定位后，主軸轉(zhuǎn)速降至2000r/min ，這時(shí)離心力也隨之變小，在彈簧力作用下切槽刀滑塊徑向內(nèi)移，加工環(huán)槽，在切槽過程中，通過節(jié)流閥使切槽的進(jìn)給速度保持恒定。在環(huán)槽加工完畢后，主軸轉(zhuǎn)速?gòu)?000r/min 又提高到4000r/min，切槽刀滑塊因離心力增大而徑向外移，此時(shí)致動(dòng)刀具就退至原位。圖5 離心力致動(dòng)刀具(Mapal公司) 圖6 加工制動(dòng)器支座中心孔的復(fù)合刀具(Mapal公司) 利用離心力還可用來驅(qū)動(dòng)(如

28、通過帶齒條的兩個(gè)對(duì)置的活塞驅(qū)動(dòng)偏心安置的齒輪，由此帶動(dòng)偏心回轉(zhuǎn)刀架進(jìn)行回轉(zhuǎn))偏心工作的刀具進(jìn)行切槽和車端面等加工以及利用離心直接驅(qū)動(dòng)刀具的切削進(jìn)給。 電子致動(dòng)刀具是一種在刀柄或刀體內(nèi)裝有伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作的專用刀具，這種刀具通過非接觸式(感應(yīng))的能量(電流)和數(shù)據(jù)傳輸，由機(jī)床NC 系統(tǒng)直接控制刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 采用冷卻潤(rùn)滑液致動(dòng)的刀具，是利用機(jī)床冷卻潤(rùn)滑液(約106Pa 的壓力)通過活塞來推動(dòng)刀具的移動(dòng)或轉(zhuǎn)位。在生產(chǎn)中，這類致動(dòng)刀具應(yīng)用不多。 從上述的介紹中可以看出，專用刀具結(jié)構(gòu)型式十分繁多，隨著技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著加工的高速化、NC 插補(bǔ)精度的提高和微電子技術(shù)的發(fā)展，為專用刀具的進(jìn)一步發(fā)展

29、開拓了新的途徑。 利用NC插補(bǔ)的復(fù)合刀具在加工中心上可以通過X 軸和丫軸的圓弧插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)刀具的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，利用X-，Y-，和Z軸的插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)刀具的螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。利用刀具的圓周進(jìn)給就可以將切槽、倒角和鏗孔工序集中在一把刀具上，而利用螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)就可以將鉆孔和銑螺紋集中在一把鉆銑螺紋刀具上。圖6 所示是加工制動(dòng)器支座中心孔的復(fù)合刀具。該刀具在一次工作行程中相繼對(duì)孔進(jìn)行預(yù)粗鏜(去除鑄造飛邊)、粗鏗、精鏗、倒角和圓周銑削孔中的環(huán)槽。采用這種復(fù)合刀具與采用單個(gè)刀具進(jìn)行加工相比，這種刀具顯著減少了輔助時(shí)間，從而大大縮短了加工時(shí)間。 目前，像加工連桿大頭孔、鏈節(jié)鉸鏈孔的復(fù)合刀具，也都利用機(jī)床軸的圓弧插補(bǔ)實(shí)現(xiàn)孔

30、的倒角加工。(a) Mapal公司 (b) Komet公司 圖7 電子受控刀具 電子受控刀具微電子技術(shù)和刀具技術(shù)的結(jié)合，不僅為專用刀具的開發(fā)開拓了新的途徑，并且更為刀具的智能化提供了可能。這種應(yīng)用微電子技術(shù)開發(fā)的電子受控刀具(圖7 ) ，在刀體中裝有用于刀具移動(dòng)或進(jìn)給的伺服電動(dòng)機(jī)，并通過非接觸式的電流傳輸和數(shù)據(jù)傳送將刀體中的伺服電動(dòng)機(jī)與機(jī)床的CNC 控制系統(tǒng)連接起來，這就使這類電子受控刀具能夠?qū)崿F(xiàn)刀具通常不能完成，而由機(jī)床或由設(shè)在機(jī)床主軸中的附加裝置來完成的一些功能，從而為這種刀具的多方面應(yīng)用創(chuàng)造了條件。 由于集成NC 軸，使這類電子受控刀具成為加工中心的一個(gè)附加的和可更換的U 軸。 這類電子

31、受控刀具，既可用來實(shí)現(xiàn)車端面、切槽擴(kuò)孔和鉸孔等工序，又可與Z 軸進(jìn)行直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)而用來進(jìn)行輪廓加工(斜面、圓弧、球面等)。 這類電子受控刀具，當(dāng)裝上相應(yīng)的傳感器(測(cè)量加工的實(shí)際直徑和切削力)就可對(duì)刀具的磨損進(jìn)行補(bǔ)償或?qū)Φ毒叩哪陀枚冗M(jìn)行監(jiān)控。 目前，這種電子受控刀具已應(yīng)用于對(duì)缸蓋的氣門閥座和導(dǎo)管孔的綜合加工(如德國(guó)Makino和Grab公司在加工缸蓋設(shè)備上已應(yīng)用了這種刀具)。 專用刀具典型應(yīng)用實(shí)例加工缸蓋氣門閥座和導(dǎo)管孔的專用刀具 圖8 采用推桿致動(dòng)的加工氣門閥座和導(dǎo)管孔的專用刀具 圖8 所示的是一把采用車削閥座工作錐面并裝有平衡滑板的專用刀具(應(yīng)用于組合機(jī)床)。閥座工作錐面的加工，通常有

32、锪削和車削兩種工藝。采用惚削工藝時(shí)，由于閥座是淬硬材料(HRC5058 )，刀刃的磨損較快，這種刀刃磨損的輪廓會(huì)復(fù)制在工作錐面上，這會(huì)影響到閥座工作時(shí)的密封性。在這里所示的專用刀具由于采用車削工藝加工閥座工作錐面從而可避免锪削時(shí)出現(xiàn)的缺陷。 專用刀具加工開始時(shí)，固定安裝的刀具首先锪閥座端面(刀刃 )和倒棱(刀刃和)。接著這些刀具后退0.2mm ，使刀刃、和脫離已加工表面，使裝在傾斜滑板上的車刀處于待加工位置，此時(shí)通過外層推桿使滑板實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，對(duì)閥座工作錐面進(jìn)行精車，精車完后，主軸轉(zhuǎn)速變?yōu)榘淬q削設(shè)定的轉(zhuǎn)速，內(nèi)推桿推動(dòng)鉸刀對(duì)導(dǎo)管孔進(jìn)行鉸削加工，當(dāng)鉸削結(jié)束后，內(nèi)、外推桿退回并使刀刃回到起始位置。圖9 利用離心力致動(dòng)的加工氣門閥座和導(dǎo)管孔的專用刀具(Mapal 公司) 圖10 加工變速箱體的專用刀具 圖9 所示是利用離心力致動(dòng)的專用刀具(應(yīng)用于加工中心)。這種刀具在加工時(shí)，刀具先是以1,000r/min的轉(zhuǎn)速惚削閥座工作錐面，锪削完后，刀具后退約0.2mm ，接著刀具轉(zhuǎn)速提高到5，000r/min，此時(shí)活塞借助所產(chǎn)生的離心力而