松德刀具解決方案之工程機(jī)械

上海松德數(shù)控刀具制造有限公司 （201614） 施勇川

工程機(jī)械作為機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，在整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域有著舉足輕重的地位。因此，工程機(jī)械行業(yè)也一直是上海松德數(shù)控刀具制造有限公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)對(duì)待、重點(diǎn)突破的應(yīng)用領(lǐng)域。在多年與客戶(hù)溝通探討解決過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)在不少零件加工過(guò)程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，如臂架、動(dòng)臂、斗桿、轉(zhuǎn)臺(tái)、料斗、軌鏈節(jié)以及履帶板等部件的加工，并同時(shí)不斷積累完善了各零件的全套刀具解決方案。以下為我司為一些工程機(jī)械零部件提供的典型加工部位解決方案。

1. 履帶板深孔加工方案

工件材質(zhì)：鋼，加工設(shè)備：臥式加工中心，帶內(nèi)冷。如圖1為工件示意，加工難點(diǎn)：深孔加工，長(zhǎng)徑比較大，達(dá)7倍多，且孔的表面粗糙度值要求較高Ra=1.6μm，客戶(hù)有節(jié)拍要求。加工方案：粗鏜+精鏜。粗加工使用兩頭對(duì)鏜相接，精加工采用整體合金鏜桿+精鏜刀+強(qiáng)力刀柄，如圖2所示。目前此方案也可加工，但是缺點(diǎn)是效率慢，無(wú)法滿(mǎn)足工藝節(jié)拍要求，零件為大批量加工件，無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)任務(wù)，客戶(hù)不滿(mǎn)意。經(jīng)技術(shù)優(yōu)化加工方案為專(zhuān)用鏜刀柄+防振鏜刀，如圖3所示?？梢钥吹降毒哒w懸伸比原來(lái)短了46mm，并且連接剛性比原方案好多了，原來(lái)為強(qiáng)力刀柄摩擦抱緊結(jié)構(gòu)，現(xiàn)方案為鏜刀專(zhuān)用接口螺釘后拉剛性鎖緊。更重要一點(diǎn)，防振原理從原來(lái)的硬質(zhì)合金桿防振改變?yōu)閮?nèi)置專(zhuān)用防振系統(tǒng)的防振鏜桿，圖4為防振刀具實(shí)物圖。

圖 1

圖 2

圖 3

圖 4

附表為客戶(hù)使用防振鏜刀與原硬質(zhì)合金鏜刀參數(shù)對(duì)比表，從表中可看出刀具的振動(dòng)成為了機(jī)床實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)效率的限制因素，振動(dòng)迫使加工參數(shù)（如切削速度、背吃刀量、進(jìn)給量等）相應(yīng)降低，硬質(zhì)合金桿就只能選擇比較低的切削參數(shù)，而改用防振鏜桿后，切削參數(shù)就提高不少。這樣單孔鏜孔時(shí)間得到較大縮短，客戶(hù)一個(gè)工件上需要鏜兩個(gè)孔，整個(gè)工件的加工效率提高820%，效果是顯而易見(jiàn)的，客戶(hù)對(duì)于孔的表面質(zhì)量也非常滿(mǎn)意，圖4為此刀具實(shí)物圖。防振刀具應(yīng)用于其他場(chǎng)合也有較多，圖5為φ80mm桿10倍徑防振刀具實(shí)物圖。目前上海松德數(shù)控刀具制造有限公司防振刀具為方便客戶(hù)選用，已將防振刀具標(biāo)準(zhǔn)系列化，長(zhǎng)徑比6～10倍車(chē)刀、鏜刀。常備庫(kù)存，鏜刀鏜孔直徑從φ21～φ212mm，可實(shí)現(xiàn)粗精鏜及反鏜加工，車(chē)刀桿φ12～φ60mm，也可非標(biāo)定制面銑刀柄、專(zhuān)用防振刀等，性?xún)r(jià)比、交期等優(yōu)勢(shì)明顯。打破此類(lèi)刀具的進(jìn)口壟斷，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，并已推廣應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

圖 5

切削參數(shù)對(duì)比

2. 反面加工方案

工程機(jī)械中有許多反面加工部位，上海松德數(shù)控刀具制造有限公司在反面加工有一套整體解決方案。根據(jù)工件、機(jī)床、要求等不同工況可以選擇不同的反面加工類(lèi)型。如標(biāo)準(zhǔn)模塊式可調(diào)反鏜刀、非標(biāo)專(zhuān)用反鏜刀、反銑刀、反刮刀等。

（1）大刀盤(pán)反銑面：針對(duì)某一客戶(hù)動(dòng)臂零件反面加工，結(jié)合客戶(hù)實(shí)際要求（盡可能各零件各機(jī)床能通用兼顧）。機(jī)床：落地鏜銑床。專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一款φ700mm的大刀盤(pán)，以滿(mǎn)足客戶(hù)要求?？紤]到此類(lèi)刀盤(pán)的自重問(wèn)題，將刀體用高強(qiáng)度的航空鋁合金加工，由于刀盤(pán)直徑過(guò)大，使用航空鋁合金后的重量還是比較重。此結(jié)構(gòu)一般推薦直徑安裝于W軸加工，增加刀具連接剛性。但是有時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)也會(huì)拿刀柄直接裝著就用了，因?yàn)閃軸拆裝刀具要麻煩多了，刀柄可用拉釘主軸直接拉緊比較快速方便，如圖6所示刀具圖樣。現(xiàn)場(chǎng)客戶(hù)所用參數(shù)：切削深度ap=4mm，線速度vC=175m/min，每齒進(jìn)給Fz=0.12mm/r，加工平穩(wěn)。

圖 6

圖 7

（2）反銑飛刀：客戶(hù)臂架反面加工，過(guò)孔φ110mm，反面加工直徑至230mm，板厚90mm，軸向余量5mm，不采用大刀盤(pán)銑削。難點(diǎn)：反加工面過(guò)寬達(dá)到2.5d，軸向余量也較多。松德技術(shù)團(tuán)隊(duì)分析后，決定使用分刀銑削法，采用非標(biāo)兩面刃反銑刀加工直徑至175mm，再用偏心式反銑飛刀加工至尺寸要求，如圖8所示。此方案不僅可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，且刀具較輕快簡(jiǎn)單，無(wú)論是加工成本還是交貨周期都具備相當(dāng)優(yōu)勢(shì)。

圖 8

（3）軸承反刮刀：客戶(hù)挖掘機(jī)動(dòng)臂反面加工，要求過(guò)孔直徑65mm，反面加工直徑至D260mm，軸向余量7mm，為減少輔助時(shí)間，一刀完成加工。加工設(shè)備：鏜銑床。難點(diǎn)：反刮面直徑是過(guò)孔直徑的4倍，常規(guī)單刀片反鏜或者反刮加工無(wú)法滿(mǎn)足，大刀盤(pán)加工結(jié)合客戶(hù)實(shí)際情況無(wú)法接受。松德技術(shù)團(tuán)隊(duì)分析研究并與客戶(hù)溝通后設(shè)計(jì)一款軸承式導(dǎo)向反刮面刀具，加工完成后，表面的接刀痕客戶(hù)可經(jīng)過(guò)打磨達(dá)到要求。刀具如圖9所示，此系列方案在客戶(hù)處得到廣泛應(yīng)用，到現(xiàn)在已經(jīng)完成多種規(guī)格種類(lèi)的定制，刀具反刮直徑范圍從150～270mm不等。

圖 9

（4）自動(dòng)伸縮式反刮刀：加工鉸鏈座反面，工件過(guò)孔直徑D50mm，反刮面直徑D115mm，一個(gè)工件有多個(gè)面需要加工，原加工工況為白鋼條手動(dòng)換刀加工，效率低、工人手動(dòng)換易出錯(cuò)，且加工表面平面度等效果不佳，設(shè)備：加工中心。松德的解決方案為自動(dòng)伸縮式反刮刀，與標(biāo)準(zhǔn)刀具一致，加工完畢后可入刀庫(kù)實(shí)現(xiàn)流水化作業(yè)不停機(jī)。由于單邊切削面寬，切削力較大，針對(duì)性的研發(fā)了專(zhuān)用材質(zhì)刀片，配上專(zhuān)用刮面刃口及高質(zhì)量的表面涂層處理，保證了切削輕快穩(wěn)定及耐崩刃性。如圖10為反刮刀進(jìn)退刀加工步驟示意圖，依靠機(jī)床進(jìn)給與工件端面位置的相互配合達(dá)到自動(dòng)進(jìn)退刀功能，示圖紅色部分為反刮切削部位。圖11為現(xiàn)場(chǎng)加工照片。反刮刀加工視頻請(qǐng)掃描圖12所示二維碼。

圖 10

圖 11

圖 12

在工業(yè)4.0時(shí)代背景的新形勢(shì)下，工程機(jī)械對(duì)刀具也提出了更高的要求，上海松德數(shù)控刀具制造有限公司已做好準(zhǔn)備迎接新的挑戰(zhàn)，在刀具的高效、高速、高穩(wěn)定性方面進(jìn)一步加強(qiáng)，進(jìn)一步突破，為整個(gè)行業(yè)及中國(guó)工業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)自己一份微薄的力量。