為了實現更高效的軸承套加工，精密車削件制造商Schuhmacher考慮采用復合刀具解決方案，使用兩把非標刀具替代六把標準車刀。位于圖賓根的刀具專家瓦爾特公司提供這種綜合解決方案。
復雜零件通常涉及許多關聯因素，需要用多種技術手段和運用多種刀具來縮短生產時間。采用的單獨工藝越多，優化的可能性就越大?？傊?，通常可以節約幾分鐘的加工時間。
對于僅涉及少量工序的簡單零件加工而言，優化難度更大。在這種情況下，Ratio專家總是嘗試節省幾秒鐘：尤其是在零件加工量較大時。但是，恰好是這類零件維持著許多工程師SME的日常生計：車削件，例如銷針、套管和各類軸。這種情況也適用于位于德國的Schuhmacher公司。該公司每年設計、生產大約1800種不同材料的較為復雜的車削工件，有些材料需要額外加工，而有些材料已經完全組裝好。訂貨單中也包含由16MnCr5制成的直徑為51mm、長度為65mm的軸承套；每年訂購數量為200000。由于巨大的價格壓力，Schuhmacher公司被迫將套管加工時間從58s縮短至45s。
實例中的軸承套為圓柱形軸承套，這些零件是有加工難度的，在該實例中，總體長度、內徑圓度和兩個端面的平行度公差在0.02mm范圍內，幾毫米的壁厚使內徑加工成為一項棘手的工作。夾緊系統的夾持力必需適當減小，否則，套管可能會變形。這意味著，加工可靠性的實現僅允許存在相對較小的切削力。在這種情況下，對于旨在縮短運行時間的較大切削深度和高速切削參數而言，提高都是非常有限的。
就TakamazX200雙軸車床及其周邊設備而言，Schuhmacher開發了一個全球通用且一致的方案：使用棒式進料器將原料送入夾緊系統。加工之后，搬運系統會將套管輸送至機械手處。起初，該機械手將加工后的零件轉移至清潔站，然后再運至測量站進行全自動100%測量，并最終將加工成型的套管放在托盤上。
截至目前，仍需要使用六把刀具來進行端面加工、內部車削和倒角加工等單個加工工藝。三把刀具用于主軸操作，另外三把用于副主軸操作。在轉移至副主軸之前，機床將對棒料進行分割操作。唯一需要優化的是端面加工和倒角加工工藝。由于較薄的套管壁使分割操作幾乎不存在優化需求，因此這一點被忽略，目的是重新配置機床加工。
機床上的刀具設計
如何根據零件加工周期和相應的生產環境來節省要求的加工時間？這是精密車削件制造商向刀具供應商瓦爾特公司提出的一個問題，瓦爾特公司已經針對除軸承套之外的其他零件提供了刀具。常務董事DominikSchuhmacher先生闡述了他們的要求：“我們告訴瓦爾特——這是我們的零件，那是我們的車床和加工工藝，請您思考下并告訴我們如何滿足客戶的需求。”
第一步是對涉及的零件、車床和加工工藝進行基本分析。德國瓦爾特公司的技術顧問和銷售經理MarcEtter先生說：“我們意識到只有一個全新的刀具理念才能幫助我們實現期望的目標?！弊鳛橐幻涷炟S富的應用工程師，Etter先生計劃用組合刀具替換標準刀具。他與Schumacher公司數控部門的經理ThomasHaller一起設計出了兩種組合刀具，一個用于主軸操作(配有4個刀片)，另一個用于副主軸操作(配有3個刀片)。為按照期望縮短總加工時間，需要考慮兩個主要因素，即消除換刀和盡可能縮短行程。
MarcEtter先生說：“設計機床使用的非標刀具并不是每天都需要做的事情，但這樣做非常有效。通常，工作人員在設計室而不是在機床旁進行設計?！盩homasHaller先生補充道：“當然，我們非常樂意提供非常規的實踐支持”。這兩位加工專家的設計被提交至圖賓根刀具制造商的設計室，并從那里被轉移至刀具制造車間。
在使用刀片進行微調之后，結果比預期的要好：組合刀具僅需要38s?？偠灾?，這意味著每個軸承套的加工時間可以縮短20s。據此推斷，一年多的時間里我們可以在此方面節約1100多個小時。僅需要進行少量微調，原因是Tiger.tecWPP20刀片使切削參數適當提高。MarcEtter先生解釋道：“在選擇刀片和切削刀具的材料時，我們必須考慮多個因素，尤其是嚴格的同心度和徑向跳動公差以及較低夾緊力產生的切削力限制。我們所選擇的由WPP20制成的刀片總共具有4個不同的槽形(取決于單個加工工藝)，能夠形成較好的切屑流向并以一種最優方式滿足包裝要求。”
瓦爾特提供兩種組合刀具，其采用基于Monoblock設計的DINISO刀片座和瓦爾特Capto接口。在雙軸機床上引進該接口是一種創新。標準VDI刀塔配有一個適當的適配器，用于安裝刀具。憑借瓦爾特Capto快換接口，用戶可以大大節省因磨損產生的停工時間。
DominikSchuhmacher先生總結道：“我們假設公司將使用更多的此類組合刀具。如果數量較大，那么此類解決方案將在一個可以預見的時期內取得成功。”
濟南特瑞數控刀具有限公司
2012-07-13
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