小刀具成就大模具的未來
現(xiàn)代汽車模具快速發(fā)展的標(biāo)志之一就是數(shù)控加工技術(shù)的介入。而高效切削刀具的使用也將帶動(dòng)數(shù)控切削加工技術(shù)進(jìn)入一個(gè)更高的層次。切削加工工藝與高效切削刀具兩者的緊密結(jié)合與相互促進(jìn)大大提高了生產(chǎn)效率，縮短了模具的制造周期。作為模具加工企業(yè)，我們?cè)跀?shù)控加工工藝的改進(jìn)、數(shù)控刀具的統(tǒng)一規(guī)劃、刀具裝備的選用等方面正在向國(guó)際化的方向發(fā)展，通過近年來對(duì)加工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)與現(xiàn)場(chǎng)疑難加工問題的解決，我們的切削加工水平不斷地得到提高，為數(shù)控自動(dòng)化加工，提高生產(chǎn)效率做出了最基本的鋪墊。
數(shù)控加工中合理的選擇刀具和切削用量是一項(xiàng)復(fù)雜且專業(yè)性強(qiáng)的工作。也是一直以來困擾數(shù)控加工的難題之一。尤其是淬硬模具加工及模具結(jié)構(gòu)面自動(dòng)加工，都屬國(guó)內(nèi)先進(jìn)的切削新工藝，刀具選用時(shí)沒有可以借鑒的先例，完全是依靠我們的不斷摸索與改進(jìn)才攻克這些難題的。
1、淬硬模具的加工：眾所周知，大型的汽車模具需要一定的表面硬度來提
高自身的耐用度，因而大多數(shù)廠家都對(duì)其表面進(jìn)行淬火來增加硬度。而淬火后的模具表面變形只能在調(diào)試時(shí)用人工研磨調(diào)試的方法解決，不僅效率低下且生產(chǎn)周期長(zhǎng)。我公司率先將這一工藝改為先預(yù)留一定的加工余量就開始對(duì)模具表面進(jìn)行淬火處理，然后再進(jìn)行數(shù)控精加工。但如此淬火后的加工，就要求刀具在硬材料與相對(duì)較軟材料間進(jìn)行往復(fù)切削，適應(yīng)一種材料加工用刀具的合理選擇都存在一定的難度，何況是一把刀具要適應(yīng)兩種表面硬度不同的材料，我們只能優(yōu)先考慮難加工材料—淬硬區(qū)的加工。一般的硬質(zhì)合金刀具加工淬火區(qū)域時(shí)效率明顯降低，而且刀具易出現(xiàn)崩齒、磨損較快等現(xiàn)象。可是使用涂層刀具又要遇到在軟材料區(qū)磨損快的問題。這時(shí)我們把目光定位在了機(jī)夾球頭刀具上，現(xiàn)代刀具工業(yè)的進(jìn)步使機(jī)夾球頭刀具使用的刀片能夠適應(yīng)多種材料的加工。為了降低硬加工區(qū)的徑向跳動(dòng)，必須先考慮刀桿的強(qiáng)度，盡可能加大刀桿直徑，刀桿選擇硬質(zhì)合金刀桿，可以實(shí)現(xiàn)最小的徑向跳動(dòng)，加工后效果很好。無論是從加工效率還是生產(chǎn)成本上考慮，機(jī)夾刀具都是效率與成本的最好選擇。
2、模具結(jié)構(gòu)面自動(dòng)加工：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的很多模具廠家已經(jīng)可以在數(shù)控機(jī)床上
完成一些曲面的自動(dòng)加工，而結(jié)構(gòu)面因?yàn)樯婕暗缴疃刃颓患庸r(shí)刀具振動(dòng)大易損壞，另外毛坯面加工時(shí)由于鑄件自身原因存在雜質(zhì)、砂眼或者加工余量不均等這些難控制因素，一直是由人工手動(dòng)操作加工完成的，甚至操作者看護(hù)加工時(shí)都不能及時(shí)阻止刀具損壞。要想與國(guó)外先進(jìn)模具企業(yè)具有同樣的競(jìng)爭(zhēng)水平，就一定要攻克這個(gè)難題。我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用情況摸索進(jìn)行針對(duì)本公司使用的模具材料，結(jié)合刀具的理論參數(shù)制訂了適合本公司使用的《刀具參數(shù)用表》，方便編程時(shí)正確選用刀具和切削用量。并大量使用了加長(zhǎng)刀柄裝配機(jī)夾刀盤來進(jìn)行深腔面加工，取代了長(zhǎng)切削刃刀具。在使用中我們同樣考慮到了刀柄加長(zhǎng)后的剛性問題，以及切削時(shí)產(chǎn)生共振所帶來的不良影響，因此選用了錐度刀桿式的刀柄，并采用小切削深度、高轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給速度的加工方法，在最大程度上減小了刀具的損壞，同時(shí)也將加工效率提高了數(shù)倍。現(xiàn)通過程序的編制，模具結(jié)構(gòu)面已可以在數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)化加工。
3、導(dǎo)向面加工：由于模具的導(dǎo)向面屬于工作定位面，因此對(duì)垂直度要求相
對(duì)較高，而一般的導(dǎo)向面深度也要在150mm以上，這就使垂直度更加難以達(dá)到要求。為了解決這一難題我們嘗試使用了多種刀具，鑲合金刃的加長(zhǎng)焊接刀具、硬質(zhì)合金立銑刀等等，由于采用軸向切削，刀具越長(zhǎng)底部受側(cè)向力的影響就越大，垂直度就越不好。而插銑刀徑向切削的運(yùn)動(dòng)方向，既保證了導(dǎo)向面的垂直度；大的金屬移除量又使我們獲得了更高的加工效率。在精加工時(shí)，我們使用了CBN材質(zhì)的刀片，除了很好的加工表面，垂直度也得到了更好的保證。
這些都是現(xiàn)代刀具變化給加工帶來的可喜而驚人的進(jìn)步。同樣也讓我們更加意識(shí)到科技進(jìn)步之快，過去的刀具管理模式也正在被淘汰，新的加工工藝必須有新的、更加合理的規(guī)劃。在這一點(diǎn)上，我們首先按模具加工內(nèi)容的不同進(jìn)行刀具、刀柄的配備，而不是籠統(tǒng)的將刀具、刀柄下發(fā)給各設(shè)備使用的管理方式。具體到將結(jié)構(gòu)面與型面分開配備刀具；根據(jù)設(shè)備加工模具內(nèi)容的不同進(jìn)行不同的刀具配備等等，都由專人在加工前將這些工作完成。最大程度上的減少了刀具的庫存量，而且提高加工效率，減少了操作工人的輔助時(shí)間，增加了更多的“在切削”時(shí)間。
另外我們將車間內(nèi)的設(shè)備加工能力進(jìn)行詳細(xì)的劃分，根據(jù)不同設(shè)備的加工特點(diǎn)進(jìn)行不同的刀具選擇，使機(jī)床與刀具形成完美的加工組合。在強(qiáng)度、剛度好的設(shè)備上使用機(jī)夾球頭刀體進(jìn)行粗加工型面，雖然球頭刀體的阻力大，但機(jī)床的剛性好一樣可以獲得效率高的加工；而在條件相對(duì)較差的設(shè)備上進(jìn)行此類加工時(shí)，就選用阻力較小的仿形銑刀加工，小切深高速進(jìn)給同樣能凸現(xiàn)出仿形刀具的優(yōu)越性。但在修邊模具中型面需斷續(xù)加工，切削條件不好，刀具要經(jīng)過‘切削－空走刀－再切削’這樣往復(fù)的曲面運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)刀具損傷嚴(yán)重，使用中刀片更換頻次高，成本相應(yīng)提高，當(dāng)?shù)毒咔袑挸^刀具半徑時(shí)更加明顯。這是我們還需要在各方面改進(jìn)的問題。正是這些不斷出現(xiàn)的新問題促使我們努力改進(jìn)加工工藝，在獲得高效率的同時(shí)完成高質(zhì)量的加工。“三高一專”刀具正因?yàn)檫m應(yīng)了我們這樣的要求，已經(jīng)在模具加工制造業(yè)中扮演了主要的角色，相信在今后的加工中，小小的刀具會(huì)有更加可喜表現(xiàn)完美上演。
數(shù)控加工中合理的選擇刀具和切削用量是一項(xiàng)復(fù)雜且專業(yè)性強(qiáng)的工作。也是一直以來困擾數(shù)控加工的難題之一。尤其是淬硬模具加工及模具結(jié)構(gòu)面自動(dòng)加工，都屬國(guó)內(nèi)先進(jìn)的切削新工藝，刀具選用時(shí)沒有可以借鑒的先例，完全是依靠我們的不斷摸索與改進(jìn)才攻克這些難題的。
1、淬硬模具的加工：眾所周知，大型的汽車模具需要一定的表面硬度來提
高自身的耐用度，因而大多數(shù)廠家都對(duì)其表面進(jìn)行淬火來增加硬度。而淬火后的模具表面變形只能在調(diào)試時(shí)用人工研磨調(diào)試的方法解決，不僅效率低下且生產(chǎn)周期長(zhǎng)。我公司率先將這一工藝改為先預(yù)留一定的加工余量就開始對(duì)模具表面進(jìn)行淬火處理，然后再進(jìn)行數(shù)控精加工。但如此淬火后的加工，就要求刀具在硬材料與相對(duì)較軟材料間進(jìn)行往復(fù)切削，適應(yīng)一種材料加工用刀具的合理選擇都存在一定的難度，何況是一把刀具要適應(yīng)兩種表面硬度不同的材料，我們只能優(yōu)先考慮難加工材料—淬硬區(qū)的加工。一般的硬質(zhì)合金刀具加工淬火區(qū)域時(shí)效率明顯降低，而且刀具易出現(xiàn)崩齒、磨損較快等現(xiàn)象。可是使用涂層刀具又要遇到在軟材料區(qū)磨損快的問題。這時(shí)我們把目光定位在了機(jī)夾球頭刀具上，現(xiàn)代刀具工業(yè)的進(jìn)步使機(jī)夾球頭刀具使用的刀片能夠適應(yīng)多種材料的加工。為了降低硬加工區(qū)的徑向跳動(dòng)，必須先考慮刀桿的強(qiáng)度，盡可能加大刀桿直徑，刀桿選擇硬質(zhì)合金刀桿，可以實(shí)現(xiàn)最小的徑向跳動(dòng)，加工后效果很好。無論是從加工效率還是生產(chǎn)成本上考慮，機(jī)夾刀具都是效率與成本的最好選擇。
2、模具結(jié)構(gòu)面自動(dòng)加工：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的很多模具廠家已經(jīng)可以在數(shù)控機(jī)床上
完成一些曲面的自動(dòng)加工，而結(jié)構(gòu)面因?yàn)樯婕暗缴疃刃颓患庸r(shí)刀具振動(dòng)大易損壞，另外毛坯面加工時(shí)由于鑄件自身原因存在雜質(zhì)、砂眼或者加工余量不均等這些難控制因素，一直是由人工手動(dòng)操作加工完成的，甚至操作者看護(hù)加工時(shí)都不能及時(shí)阻止刀具損壞。要想與國(guó)外先進(jìn)模具企業(yè)具有同樣的競(jìng)爭(zhēng)水平，就一定要攻克這個(gè)難題。我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用情況摸索進(jìn)行針對(duì)本公司使用的模具材料，結(jié)合刀具的理論參數(shù)制訂了適合本公司使用的《刀具參數(shù)用表》，方便編程時(shí)正確選用刀具和切削用量。并大量使用了加長(zhǎng)刀柄裝配機(jī)夾刀盤來進(jìn)行深腔面加工，取代了長(zhǎng)切削刃刀具。在使用中我們同樣考慮到了刀柄加長(zhǎng)后的剛性問題，以及切削時(shí)產(chǎn)生共振所帶來的不良影響，因此選用了錐度刀桿式的刀柄，并采用小切削深度、高轉(zhuǎn)速、高進(jìn)給速度的加工方法，在最大程度上減小了刀具的損壞，同時(shí)也將加工效率提高了數(shù)倍。現(xiàn)通過程序的編制，模具結(jié)構(gòu)面已可以在數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)化加工。
3、導(dǎo)向面加工：由于模具的導(dǎo)向面屬于工作定位面，因此對(duì)垂直度要求相
對(duì)較高，而一般的導(dǎo)向面深度也要在150mm以上，這就使垂直度更加難以達(dá)到要求。為了解決這一難題我們嘗試使用了多種刀具，鑲合金刃的加長(zhǎng)焊接刀具、硬質(zhì)合金立銑刀等等，由于采用軸向切削，刀具越長(zhǎng)底部受側(cè)向力的影響就越大，垂直度就越不好。而插銑刀徑向切削的運(yùn)動(dòng)方向，既保證了導(dǎo)向面的垂直度；大的金屬移除量又使我們獲得了更高的加工效率。在精加工時(shí)，我們使用了CBN材質(zhì)的刀片，除了很好的加工表面，垂直度也得到了更好的保證。
這些都是現(xiàn)代刀具變化給加工帶來的可喜而驚人的進(jìn)步。同樣也讓我們更加意識(shí)到科技進(jìn)步之快，過去的刀具管理模式也正在被淘汰，新的加工工藝必須有新的、更加合理的規(guī)劃。在這一點(diǎn)上，我們首先按模具加工內(nèi)容的不同進(jìn)行刀具、刀柄的配備，而不是籠統(tǒng)的將刀具、刀柄下發(fā)給各設(shè)備使用的管理方式。具體到將結(jié)構(gòu)面與型面分開配備刀具；根據(jù)設(shè)備加工模具內(nèi)容的不同進(jìn)行不同的刀具配備等等，都由專人在加工前將這些工作完成。最大程度上的減少了刀具的庫存量，而且提高加工效率，減少了操作工人的輔助時(shí)間，增加了更多的“在切削”時(shí)間。
另外我們將車間內(nèi)的設(shè)備加工能力進(jìn)行詳細(xì)的劃分，根據(jù)不同設(shè)備的加工特點(diǎn)進(jìn)行不同的刀具選擇，使機(jī)床與刀具形成完美的加工組合。在強(qiáng)度、剛度好的設(shè)備上使用機(jī)夾球頭刀體進(jìn)行粗加工型面，雖然球頭刀體的阻力大，但機(jī)床的剛性好一樣可以獲得效率高的加工；而在條件相對(duì)較差的設(shè)備上進(jìn)行此類加工時(shí)，就選用阻力較小的仿形銑刀加工，小切深高速進(jìn)給同樣能凸現(xiàn)出仿形刀具的優(yōu)越性。但在修邊模具中型面需斷續(xù)加工，切削條件不好，刀具要經(jīng)過‘切削－空走刀－再切削’這樣往復(fù)的曲面運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)刀具損傷嚴(yán)重，使用中刀片更換頻次高，成本相應(yīng)提高，當(dāng)?shù)毒咔袑挸^刀具半徑時(shí)更加明顯。這是我們還需要在各方面改進(jìn)的問題。正是這些不斷出現(xiàn)的新問題促使我們努力改進(jìn)加工工藝，在獲得高效率的同時(shí)完成高質(zhì)量的加工。“三高一專”刀具正因?yàn)檫m應(yīng)了我們這樣的要求，已經(jīng)在模具加工制造業(yè)中扮演了主要的角色，相信在今后的加工中，小小的刀具會(huì)有更加可喜表現(xiàn)完美上演。
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