一种延长刀具使用寿命的有效方法

国际金属加工网 2021年05月18日

随着零部件制造商不断提高生产率,客户通常每年都会提出降低加工完成的零部件价格的要求,这就对零部件制造商的利润率提出了挑战。为了自己的生存和发展,零部件制造商必须不遗余力地降低生产成本,改进的途径包括:提高员工劳动生产率、延长刀具寿命、改善耗材管理、降低能源消耗等。

最初的突破源于对攻丝和螺纹质量的研究。一个客户抱怨在汽车零件的螺纹孔壁上粘附有细小的金属颗粒。为了解决这一问题,技术人员尝试了各种不同的方法,例如,在攻丝时将冷却液压力从3巴(44psi)提高到10巴(145psi)、采用耐磨涂层丝锥、提高切削液的润滑性能等,但遗憾的是,这些措施效果都不理想,难以令人满意。

通过在显微镜下对丝锥切削刃进行放大检查,发现其上粘附有一些微小颗粒。分析结论是,这些金属颗粒来自于铝合金工件材料,尽管它们非常细小,但仍然会阻碍丝锥有效地切削螺纹。事实证明,通过提高冷却液压力来去除这些金属颗粒的设想并不正确。

随后,提出了采用机械操作方式——用带有尼龙刷毛的刷子清刷丝锥的方案,而且在每一次攻丝循环时都必须进行这种操作。为了避免在加工中心上清刷丝锥造成攻丝循环中断而耗费时间,他们将尼龙刷安装在夹具上,并通过加工编程,使在每次攻丝循环开始之前,丝锥都紧靠着固定的尼龙刷对切削刃进行一次清刷。

其结果是,操作工人反映,对加工后螺纹工件的检测结果表明,螺纹质量明显提高,螺纹表面清洁,无缺陷和微小毛刺。甚至在超过了规定刀具寿命(为便于管理刀具库存,公司针对所用每种刀具确定的使用寿命)之后,螺纹质量仍能保持合格。为此,公司重新制定了新的丝锥寿命参数。例如,用Emuge公司生产的M10×1-6H丝锥以600rpm的主轴转速、1mm/r的进给率攻丝时,引入清刷切削刃方法之前的规定刀具寿命为6000个孔;而引入清刷切削刃的方法之后,丝锥寿命已达到13000多个孔。按此计算,通过清刷切削刃,每年可节约的刀具成本大约为650美元。

在丝锥上获得成功后,该方法被推广应用于所有切削刀具。尽管各种刀具延长寿命的效果并不一致,但结果仍然令人鼓舞。通过在每次加工循环开始时或结束后清刷切削刃,可使刀具寿命提高2-4倍不等。对可转位陶瓷铣刀片也进行了超过6个月的试验。清刷刀具切削刃的优势包括提高零件质量、延长刀具寿命、减少刀具库存,以及因降低了换刀频率而增加机床的加工时间。通过采取这项措施,该公司每年节省的生产成本约为12600美元。

为了进一步延长刀具寿命,技术人员也尝试过用含有磨料(如氧化铝或碳化硅磨料)的刷子来清刷切削刃,不过该方法并不成功,在所有情况下,刀具寿命反而有所降低。

目前,技术人员正在加工中心自动换刀机械手存放刀具的位置安装一个可旋转的环形刷子,它将有助于缩短加工循环时间。

(刀具服务网)

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