探討數(shù)控車刀與普通車刀的互換性及區(qū)別
2017-4-10 來(lái)源：蒲城清潔能源化工有限責(zé)任公司, 作者：張曉東,張發(fā)展,吳洪彬
摘要:在我國(guó)的大中型制造類企業(yè)中,隨著生產(chǎn)的高負(fù)荷性和長(zhǎng)周期性對(duì)設(shè)備的工況穩(wěn)定性要求相應(yīng)增加,企業(yè)對(duì)設(shè)備自動(dòng)化程度及生產(chǎn)效益的不斷跟進(jìn),造成了現(xiàn)在的設(shè)備生產(chǎn)及維修要求越來(lái)越嚴(yán)格,技術(shù)也趨于復(fù)雜。機(jī)床在制造或維修過程中不得不考慮使用更為可靠的數(shù)控復(fù)合車刀,以滿足精度和效率等多方面的要求。本文中,將簡(jiǎn)要探討下常用的數(shù)控復(fù)合刀具在普通機(jī)床上使用的互換性與區(qū)別。
關(guān)鍵詞:制造;檢維修;車床;復(fù)合車刀
1.車床分類
對(duì)于車間內(nèi)的制造及檢維修所使用車床,一般可以按照功能大小分為三種類型:普通車床、數(shù)控車床、車削加工中心。
(l)普通車床:主要作用于普通零部件旋轉(zhuǎn)面的加工,加工的零件范圍廣泛,主軸轉(zhuǎn)速以及縱向橫向進(jìn)給量的調(diào)整范圍比較大。一般能夠完成內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外球面以及內(nèi)外螺紋的加工。這類車床主要由人手動(dòng)操作,加工效率低,適用于散件、少批量生產(chǎn)和修配類車間。
(2)數(shù)控車床:在普通車床的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行設(shè)計(jì)改變,加裝通用數(shù)控系統(tǒng)而形成數(shù)控車床。功能較為強(qiáng)大,自動(dòng)化程度和加工精度較高,它具有廣泛的加工工藝性能,可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。適用于一般回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。這種數(shù)控車床可同時(shí)控制坐標(biāo)軸x軸和z軸。
(3)車削加工中心:相較普通數(shù)控車床增加了c軸和動(dòng)力頭,并且配置有刀庫(kù)可運(yùn)行中不間斷更換各種刀具。可控制X、Z和C三個(gè)坐標(biāo)軸,并組成聯(lián)動(dòng)控制軸。在數(shù)控車床固有加工能力基礎(chǔ)上可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。
2.車刀互換性的討論
在這些不同等級(jí)的車床中,車刀扮演著核心工器具的角色。一般而言,車刀由以下幾個(gè)部分組成:主切削刃、副切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面、刀尖角、刀柄。按切削和刀柄不同又分為:焊接刀、整體刀、復(fù)合刀(機(jī)夾式)。普通車刀一般為焊接刀和整體刀,需磨刀,成本低,在中小規(guī)模企業(yè)使用較多。數(shù)控車刀一般指可轉(zhuǎn)位的復(fù)合刀,因不需刃磨大量應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床上。每種車床用的刀具都具有高度相似性、同質(zhì)性及部分互換性。那么為何有必要在普通機(jī)床上使用數(shù)控刀具呢?可從三個(gè)方面加以說明討論。
(l)從實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)中討論。具備一定實(shí)力的大中型生產(chǎn)類企業(yè)中(除機(jī)加企業(yè)外),因?yàn)檎紦?jù)企業(yè)機(jī)電專業(yè)主導(dǎo)地位的是檢維修部門,機(jī)加屬于檢維修內(nèi)的輔助工位。相比以機(jī)加工為主導(dǎo)的企業(yè),其他生產(chǎn)類企業(yè)在檢維修的工作中,機(jī)床的作用基本屬于修配和小批量加工。因此大多數(shù)檢維修部門并不需要配置價(jià)格昂貴的數(shù)控機(jī)床,只配置普通機(jī)床就可滿足修配需要,若遇到棘手的零部件一般考慮外委加工。在生產(chǎn)類企業(yè)的實(shí)際檢維修過程中,機(jī)加設(shè)備及相關(guān)工人員配置不足等傳統(tǒng)問題一直困擾檢維修部門。因此普通車床所用普通車刀在對(duì)付一些高精度零部件及一些搶修任務(wù)時(shí),由于磨刀周期和刀具質(zhì)量等因素的影響,用僅有的少數(shù)機(jī)加員工修配就顯得力不從心。舉例說明:在過程控制類型的企業(yè)比如:化工/能源、生物/制藥、冶煉/金屬中,因?yàn)樵O(shè)備的滿負(fù)荷運(yùn)行經(jīng)常帶來(lái)重大故障及跳車事故,又因?yàn)榭陀^原因無(wú)法實(shí)現(xiàn)停車再投料工作,只能給出臨時(shí)搶修時(shí)間,所以面臨的往往是強(qiáng)度高且時(shí)間緊的任務(wù)。所以對(duì)于機(jī)加專業(yè)而言,普通車刀就暴漏出極大的弱點(diǎn)。
(2)從加工穩(wěn)定性上討論。因?yàn)閿?shù)控車床相比較普通車床提高了床身的主軸剛性,數(shù)控車床用復(fù)合刀具可以在較高的主軸速度及進(jìn)給量下進(jìn)行切削。在相同的被加工工件材質(zhì)下,數(shù)控車刀的背吃刀量可以允許增大些、進(jìn)給量也可以提高,這樣一來(lái)數(shù)控復(fù)合車刀就較之普通車刀體現(xiàn)出了它的加工效率高、加工精度可靠、加工較穩(wěn)定等特點(diǎn)。在互換性方面,經(jīng)過刀架夾持范圍的測(cè)量對(duì)比,普通焊接車刀一般尺寸為20性。方、30*30方、40料。方等;數(shù)控車床復(fù)合刀具尺寸一般在10*10方至艷料2方之間占多數(shù),也有長(zhǎng)方形刀柄截面的刀具(例如20性5、30*35)。數(shù)控刀具雖然規(guī)格上要復(fù)雜繁多,但多屬于普通車床刀架夾持范圍之內(nèi),實(shí)際操作中找到屬于該機(jī)床允許范圍的數(shù)控復(fù)合刀具相對(duì)簡(jiǎn)單,如果的確無(wú)法夾持匹配,也可考慮改裝或更換刀架。
(3)從成本上討論。雖然在一般性的加工修配中,數(shù)控刀具的價(jià)格相對(duì)普通車刀較貴一些,過去一般不推薦為普通車床加工用。但因其使用壽命更長(zhǎng),已有越來(lái)越多的修造單位在刀具庫(kù)里配置一定數(shù)量的數(shù)控刀具用于高低搭配。目前普通車床主要還是使用以前的YT、YG類合金刀具或高速鋼刀具,雖成本低廉但品質(zhì)粗劣、切削速度低、刀口易損壞、人工磨刀效率低。簡(jiǎn)單的了解一下刀具的成本:目前市場(chǎng)行情(以2015年為例)普通焊接車刀中等質(zhì)量的一般為12元/把,需要刃磨(刃磨后不一定標(biāo)準(zhǔn)且不及數(shù)控刀)。中等質(zhì)量的數(shù)控復(fù)合車刀刀體200元/把,刀頭20元/片(兩三個(gè)轉(zhuǎn)位)。
3.區(qū)別與特點(diǎn)
數(shù)控復(fù)合刀具相對(duì)普通刀具的有明顯優(yōu)點(diǎn),概括如下:
(l)刀片采用M級(jí)或更高等級(jí)精度;(2)刀桿經(jīng)過了精密加工;(3)斷屑槽型可靠性高;(幼復(fù)合式夾緊結(jié)構(gòu)或者其它結(jié)構(gòu);(5)刀片有兩三個(gè)轉(zhuǎn)位可快速換刀刃;(6)刀片材料較多采用涂層刀片;(勸刀桿截面較多采用正方形刀桿、方形刀桿、專用刀桿。
4.刀具的選用
根據(jù)當(dāng)代工業(yè)制造特點(diǎn)敘述各場(chǎng)合對(duì)車刀的選用:
(l)大型企業(yè)及大批量產(chǎn)品加工區(qū):基本上采用數(shù)控復(fù)合刀具,因其磨損小精度高,崩刀后不用刃磨只切換刀刃,產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性得以延續(xù)。
(2)小型企業(yè)及中小批量產(chǎn)品加區(qū):可采用數(shù)控復(fù)合刀具配合普通刀具高低搭配,根據(jù)工件需要選刀具類別。
(3)小型粗加工及檢維修:可基本采用普通刀具,數(shù)控刀備用。綜上所述,相信隨著社會(huì)的發(fā)展,機(jī)夾式的數(shù)控復(fù)合刀具將成為主流。
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