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如今,机床刀具技术得到了很大发展。随着控制技术的日渐成熟,现代机床大都具有高功率、高刚度、高主轴转速和大进给量等特点。为了充分发挥现代机床的技术优势,开发出了各种可通过一次安装完成多种加工(包括方肩铣削、等高线铣削、开槽、插铣、圆周和螺旋线插补铣削等)的小型刀具。这种刀具的一个实例就是山高刀具公司开发的直径可小至9.5mm的机夹刀片式立铣刀。这种刀具与现代机床的加工性能相结合,使用户能够采用剥铣加工技术,实现对难加工材料的高效铣槽加工。
剥铣并不是一种新的加工方法,但现代版本的高效剥铣加工有了全新的概念。十年前,由于刀具和机床的限制,剥铣加工只能用于精铣或粗铣之一种,如需完成两种加工,则必须使用粗铣刀和精铣刀两种刀具,加工效率也很低。随着加工技术的不断进步,如今只需用一把刀具即可同时完成粗铣和精铣两道工序。
剥铣加工的特点是在切削中采用大的轴向切深(可至刀具的最大切深)与小的径向切深(刀具直径的5%-10%)。这种组合搭配方式可使加工中的切削力(尤其是径向切削力)大幅度减小;同时,进给率和切削速度可以显著提高。这种加工方式的优点还包括更好的切削稳定性、更高的加工精度和更大的金属切除率。此外,剥铣加工可以减小刀具与工件之间的径向接合面积并减小切削力,从而获得良好的加工表面质量,因此有可能省去二次精加工。
较小的切削力还可以延长刀具寿命,提高刀具失效的可预测性。由于刀具与工件之间的径向接触区减小,刀具在切削中升温时间缩短、冷却时间延长,因此也有助于延长刀具寿命。当考虑利用剥铣加工刀具继续进行其他各种附加切削加工时,剥铣加工刀具寿命的延长就具有特别重要的意义。
刀架换刀不到位或刀架不能锁紧的故障现象及原因
下面以配备GSK980TD系统(广州数控系统)的车床为例进行说明:
该车床在加工工件外圆时外圆刀突然出现“扎刀”待操作人员按“复位”按钮退回参考点后仔细检查:首先检查刀具是否松动或破损检查后刀具完好;其次检查工件毛坯余量是否过大经测量符合要求;由于是中途出现这一现象可以肯定加工程序不会有问题;于是操作人员又怀疑可能是“刀具补偿值”改错了经重新对刀后“刀具补偿值”与原来的一样;故障原因一时难以查出。
操作人员将机床系统复位后重新装夹另一个工件试车结果运行正常。就在连续加工几个工件后突然又出现同样的故障再次经过上述一系列的检查故障原因仍然没有查出最后找来了专业维修人员经过与操作人员沟通后维修人员首先测量机床系统输入电压和电流结果均正常怀疑可能是机械故障。
于是手动试车移动纵横向拖板、启动主轴、转动刀架就在连续手动转动刀架时突然发现刀架有些松动在机床运行过程中并未自动锁紧判断是刀架系统故障可是在加工过程中出现故障后并未显示“报警号”于是肯定是刀架机械故障。
维修人员将刀架拆卸后发现里边的1个弹簧定位反靠销断裂(数控电动四工位方刀架里边配有4个弹簧定位反靠销)在加工工件过程中当毛坯余量稍大或硬度过高时刀架转动到某一工位未断裂的弹簧定位反靠销受力时刀架可以自动锁紧刀具车削正常当刀架转动到某一工位断裂的弹簧定位销受力过大时刀架便不能自动锁紧刀具车削时便出现上述的故障。