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當前位置: 首頁 > 新聞頻道 > 操作使用 > 重新裝配改善粗銑加工操作
重新裝配改善粗銑加工操作
來源:中國數控機床網   發表時間:2019-1-11 10:59:00  瀏覽次數:
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刀片的破裂對生產能力造成的影響將是難以估量的(尤其是在近期訂單量增長了一倍之多的重壓下)。McGill Machine Works公司的生產協調員RichBauer在一次粗銑加工過程中,就遭遇了這一情景。不過,通過對設備重新裝配的切削刀具,如今Ingersoll公司的生產能力已實現了80%的增長,并且該刀具的使用壽命是原刀具的8倍,Bauer表示。
  Bauer所在的機械裝備車間共擁有10名員工。該車間每天運行22h,每周5天,而Bauer的主要工作是對高鉻鋼材料進行粗銑加工,制成D-2鍛件,用作釘槍機構上的易磨損零件。經過粗加工后的矩形成品零件尺寸為:2.5in(1in=25.4mm)長,1.25in寬,0.350in厚(最窄處為0.194in)。在粗加工中,通過面銑和方肩端銑的方式對原材料進行銑削,使其重量減少了一多半。這一操作時間占據了整個機械加工流程的80%。隨后進行鉆孔、開槽,最終將其車成圓角,來消除存在應力集中的交角。接著對該零件進行熱處理,使之達到60~62HRC,并涂敷氧化物涂層。
  圖1 McGill Machine Works使用Ingersoll公司制造的新型Di-PosHexa平面銑刀,對存在操作難度的D-2存貨進行了重新裝配,從而改善了粗銑加工操作。刀具壽命得到了延長,生產能力提升了80%,運行過程中的噪聲水平降低,并且也不會因為切削液造成臟亂現象
  盡管Bauer最初使用的是專門為高鉻鋼設計的刀片,在他看來,能夠在5個此類刀片碎裂之前將其取出來,就已經是足夠幸運的了。他嘗試降低材料去除率,然而這作用不大。他說,當使用Kia vx 500數控立式加工中心來加工零件時,需要耗費51min才能完成整個粗加工流程。其中,該設備采用的是直徑為2 in的四節錐角式平面銑刀(采用合成的冷卻液),并且設置為625sfm、10in/min和切削深度0.050in。在這些條件下,每4~5個刀片中,就會有一個出現碎裂。增加切削深度會導致切屑堵塞。加工過程通常會產生重擊噪聲,以及粉末狀的切屑——這是硬質零件機械加工的特點。
  “工具的損毀是我們所面臨的主要挑戰,但同時我們也在尋求提高生產能力!盉auer說道。促成上述變化的是一封來自Ingersoll公司的宣傳電郵:其中介紹了該公司最新制造的高效Di-Pos Hexa平面銑刀。在與現場代表JarettJohnson進行嘗試性的溝通后,Bauer獲得了一個新工具,以及隨附的推薦參數和對停止使用冷卻液的建議。
  圖2 這種由Ingersoll公司制造的Di-Pos Hexa易切式平面銑刀,在金屬的堅硬表面下進行切削,產生均勻一致的切屑,并且將工具和工件在機械加工中產生的切削熱帶走。其上的先進涂層減小了摩擦力,并且為刀片基層提供了隔熱保護
  Bauer說他沒法立刻抽身去試驗這種新型刀具,但當他在隨后的幾天內采用了隨附的參數后,他決定一試。盡管來自Quality Tools and Abrasives的經銷商Johnson和Mike Toleman試圖提供幫助,但Bauer認為重新裝配并不難,因此不需要手把手的輔導。
  在試驗中,他采用了Johnson推薦的參數,并且按照他的提議停止了對冷卻液的使用。對于直徑為2in的六節錐角式Di-Pos Hexa刀具,其具體設置為:500sfm、40in/min和切削深度0.075in。這類刀具的運轉周期僅為28min,并且刀片的壽命延長到了先前的6倍之久。同時,表面修整也得到了改善,并控制在了30~60微英寸的規范水平內。在提高材料去除率的同時,主軸負載儀也很少再超過50%的水平,并且運行過程中的噪聲水平也有所降低。所形成的切屑呈現均勻一致的C型,表明這是一種充分的易切式操作。
  “在堅硬的材料上進行干式處理看起來似乎是不可能的,但切削液往往會產生熱沖擊,這會對現有的高性能刀片的涂層造成損傷!盝ohnson說道,“此外,Di-Pos Hexa刀具在運行時的溫度很低,因此最初無需使用切削液!薄 ≡谶M行了數次試驗后,Bauer減少了進料,試圖令表面修整精度達到25微英寸的水平(此時的設置為20in/min,其他參數保持不變)。這一變動使周期延長至39min,但仍然要比之前縮短了25%。刀具壽命同樣也得到了提升,現如今,車間使用的一件刀具,其壽命相當于之前所采用的八件刀具之久,這成為了McGill公司在該項加工流程中的標準參數,F今,刀具碎裂的難題已被攻克。該公司采用了一種側面磨損的故障模式,為加工流程提供更多保障。
  “由于縮短了用于工具維修的停機時間,因此工序時間得到了極大地改善!盉auer說道,“我們能夠使用一套刀具來完整地運行一次以上的輪班,并且期間不會發生刀片破裂的事故!彼罍y,對刀具的重新裝配可以在每年為McGill公司總共節省大約10000美元的成本費用。
  除了Di-Pos Hexa刀具材料的加熱硬化性能以外,還有幾個關鍵性的因素可以用來解釋其在D-2上的出色表現!笆紫,刀片同時具有軸向和徑向的前削度,切削動作更傾向于劈裂,而非刮削。因此,這會產生切削力和熱量!盝ohnson說道! 〉诙䝼因素是,刀片表面的先進涂層減小了摩擦力,并且為刀片基層提供了隔熱保護,使其免受機械加工產生的熱量的影響!爱斍行紡那邢鲄^域甩落時,該涂層將機械加工產生的熱量轉移到了切屑上,從而冷卻了工具和工件。在對上百次的使用進行統計后,證實了該涂層一般能夠將刀片性能提升35%,即便所處理的是硬質材料!盝ohnson說道。
  Di-Pos Hexa刀具還包括其他特點,比如刀具上的刀片較厚,溝槽較大,這就使其能夠實現0.230in的切削深度,并且不會造成切屑堵塞。Johnson說道:“在處理易于加熱硬化的材料時,諸如D-2,尤其需要注意增加其切削深度。無論你是否意識到,只有當切削刃到達硬化材料的表面下方,并且進入內層更柔軟的材料中時,你所進行的操作才稱得上是對硬質零件的機械加工!
  McGill公司是首個使用由Ingersoll公司生產的Di-Pos Hexa刀具的用戶。這家主營工具加工設備的公司最近引入了這一刀具,用于方肩銑削和主動斜坡修整操作。盡管刀片是雙面的,但其切削刃同時具有軸向和徑向的前削度。
  為了維護車間的良好運行,經銷商Quality Tools and Abrasives公司在現場設置了一臺自動售貨機,其內存放了在公司內使用的各種類型的刀片。在McGill公司購買的刀片中,產自Ingersoll公司的刀片大約占據了3/4。

 
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