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数控切削工具自动化磨削生产线设备探索

关键词 切削工具 , 磨削|2013-04-08 09:04:17|技术信息|来源 先进工艺与刀具技术研究所会刊
摘要 随着中国制造业的发展,金属切削工具特别是精度要求很高的数控切削工具需求量日益增加。切削工具的生产,以整体硬质合金忱刀为例。主耍是磨削加工,在中国,老的工艺基本采用手动工具磨生产,包...
       随着中国制造业的发展,金属切削工具特别是精度要求很高的数控切削工具需求量日益增加。切削工具的生产,以整体硬质合金忱刀为例。主耍是磨削加工,在中国,老的工艺基本采用手动工具磨生产,包括磨沟机磨刀槽,手动工具磨加工侧刃、端刃等直至完成成品;而新的工艺是采用进口数控工具磨替代手工完成所有磨削工序,一次装夹可以加工出铣刀成品。

       总结:

       老工艺:手动工具磨床+熟练员工=品质不佳的铣刀

       优点:投资低、单件小批量方便、生产速度较低、生产成本本较低

       缺点:精度低、一致性难保证、一人一台机、近年劳动力成本急剧上升、生产成本快速上升,且员工流动性大,技术员工难请难留难管理。

       趋势:面临淘汰

       新工艺:数控工具磨+技术员工=品质好但价格较高的铣刀

       优点:精度高、产品一致性好、生产速度较快

       缺点:投资大、组程员工技术耍求高、生产成本高

       新工艺的缺点实际上是源于现在国内工厂使用的数控工具磨基本上为进口欧美的5轴联动万能数控工具磨,精度可以达到1徽米级或更高,所配备的软件可以方便的生产或修磨几乎所有的切削工具,当然机床的高精度和弧大的软件和功能是需要付出不菲的代价的,比如我们生产常规的精度等级为H7的硬质合金铣刀,那么机床工微来的精度、强大的可以加工钻头、铰刀、成型复合刀具以及自动侧量和修磨功能都是过剩的,只能带来铣刀成本的增加,另外由F进口设备如果配备自动上下料系统,价格非常昂贵,大部分客户难以接受,数控工具磨床国产化势在必行。

       上海规程公司根据以上分析,认为标准型刀具,比如标准铣刀应该采用自动化、专机化的数控刀具磨削生产线生产,才能在保证品质的前提F控制产品的生产成本。经过多年研发积累,上海规程以完成多种主机和辅机的研发,现以整体硬质合金铣刀生产线为例作简单的介绍(以下介绍的设备均为上海规程开发生产):

       1. KC200型数控平底铣刀专机,是磨削生产线中的主要生产设备,其特点如下:

       1.1数控4轴联动+3砂轮主抽,可以完成任意槽数的平底铣刀的全部磨削加工工序,在此产品上可以完全替代进口5轴联动段控工具磨。

       1.2用多主轴的4轴联动实现5抽数控的功能,由于把蜗轮蜗杆传动的旋转数控B轴改为大型扇形板手动阅整角度,机械锁死的结构,锐刀磨槽时机床刚性和振动大为改善,磨削速度和刃口质量均有提高。

       1.3不同的磨削工序,采用了对应合适功事和转速的主轴,更节能、更能发挥出不同砂轮的最优磨用性能。

       1.4可以配备料盘式2轴致控机械手,倪刀自动装卸。自动擂盘,实现磨床的全自动运行。

       1.5 KC200型设备,采用先进的撰块化设计.通过增减不同模块可以变身为钻头、枪拈、胶刀、丝雄、冲头、PCD刀具电加工圈床、外.阶禅口、丝徽磨方等专用机器。所配备的软件自行开发,不对客户另打收赞,降低客户的设备投资成本。

       2、磨削油集中处理系统
       硬质合金工具磨削时,磨削油的作用至关食要,如果要实现金刚石砂轮强力磨削整体硬质合金,就必须要有1.5MPa以上的经过冷却的磨削油的充分供应。磨削油集中处理系统的作用是过滤、冷却恒温、并加压供应磨削油至数控工具磨的磨削位置。设计时需要综合考虑过滤精度、过滤流量、冷却恒温能力、压力、节能、维护的经济型和方便程度等。上海规程的磨削油集中供应系统,由离心过谏机、精密过滤桶、恒温冷油机、循环过滤泵、高压供油泵(变频控制)、集中油箱、压力传感器、液位传感器、温度传感器、PLC可编程控制柜组成、并由彩色触摸屏图形控制和显示工作状态。

       3、磨削油雾集中处理系统

        高速旋转的砂轮,和高压冷却下的强力磨削,会产生大量的油雾和油烟,油雾收集机是必须要的配置。上海规程推荐单台数控工具磨采用离心式油霉收集机;多台数控工具磨采用高压静电油雾收集机和离心风机组成的集中油雾处理系统,可以根据数控工具磨工作信号和油雾收集系统风管负压由PLC编程控制。

       4,金刚石砂轮和CBN砂轮修整机

       金刚石或者CBN砂轮的修整,会直接影响到磨削的效率、刀具刃口的磨削质量、砂轮的耐用度等,上海规程在国内率先研发和批最生产了砂轮修整机.可以方便的修整金刚石和CBN砂轮的直线、斜线、圆弧或以上曲线的组合,配备视频影像系统和软件,可以在线修整测量并记录侧量影像。

       5. 金刚石砂轮和CBN砂轮机内修整器

       砂轮修格机修整好的砂轮组合,装配到数控工具磨主轴上总会有0.01-0.02mm的跳动,是很难避免,通常也是能被接受的,但是这个跳动实际上还是会造成产品调祝时间的延长,还会影响产品尺寸的稳定和刃口质量。为此上海规程研发井建议采用机内砂轮修整器,新的砂轮安装后首先在线修整掉这个0.01-0.02mm的跳动量。

       6、工件自动装卸系统
        全自动化生产,工件自动上下料系统是必须的,可以减少生产员工,也有利于产品生产的效率和品质穆定。上海规程开发生产了不同的上下料系统(装置),供客户选配:

       6.1数控料盘式机械手
        工件放置(插〕在料盘上,由机械手自动取料,下科并把成品刀具按规律放(插)会料盘。料盘可以放置100-50支或更多刀具,整个生产过程中,工件始终是防置在料盘上的,不但安全,还可以节省大量的人工整理工作量。

       6.2料斗式上料系统
        是比较传统和价廉的自动上料系统,但是工件互相的接触,比较容易碰伤刃。I在铣刀生产中可以应用在自动切断机、柄部倒角机、阶梯磨等前道工序。

       6.3步进式上料系统
        适合带方尾或由定位面的工件,具有刃口定口的功能,下料方式同料斗式系统,需要刃口收集整理,也会有刃口碰伤的危险。

       6.4 振动料斗供料系统适合大批量生产的无心磨供料。
       铣刀的全自动化生产不但能包括棒料切断、板蓝根i奥外径磨削、棒料倒角去余量、数控磨削刀槽刃口、各工序检验,清洗、打标、包装等生产工序以及各工序见的传送;更包括全生产工程的计算机过程管理、产品信息管理、产品流转物流管理,需采用合适的ERP软件和先进的管理四项,目前国内的中小工具生产企业,在计算机辅助管理方面基本尚未开展,有大量的工作需要做,我们上海规程对此相当重视,也将开展相关的研究探索。
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