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優秀的刀具設計可（kě）最大限度（dù）提高自動生產線（xiàn）機床的性能
發布時間：2021-6-4
在現（xiàn）代化製造的今（jīn）天（tiān），工業需要快速有效的大規模生產解決方案，自動生產線（xiàn）機床的（de）設計和裝備應運而生。自動生產線是由（yóu）多個（gè）工作站組成的，裝（zhuāng）備了（le）多種用於不同加工操作的刀具（jù），如車削、鑽孔、銑削和鏜孔。每個工作（zuò）站可能（néng）有好（hǎo）幾個配（pèi）備有切削刀具的主軸，用（yòng）於加工一個工件的不同表麵（miàn），這意味著幾（jǐ）十把刀具可同時（shí）進行作業。
自動（dòng）生產線上的機床是強固（gù）耐（nài）造的，隻能用於生產特定的項目。隨著對更高量產零件（jiàn）的需求（qiú）不斷增長，自動生產線機床已被廣泛采用，尤其是當需要將（jiāng）棒材加工成小型圓柱形零件時（shí）。這一現象（xiàng）促（cù）使這些機床非常（cháng）受市場（chǎng）歡迎（yíng）。自動生產線（xiàn）的概念旨在（zài）通過應（yīng）用最快和最經濟的方（fāng）法來激發生產。能（néng）否（fǒu）實現高性能生產在很大程度上取（qǔ）決於刀具是否高效，而找（zhǎo）到（dào）一把最理（lǐ）想（xiǎng）的刀具是（shì）一項需要機（jī）床製造商、刀具製（zhì）造商和機床用戶之（zhī）間（jiān）協同（tóng）合（hé）作的任務（wù）。這一協作鏈（liàn）的各個環節與最終的加工效果有直（zhí）接的關係——合作（zuò）越緊密，所選擇的（de）刀具就越高效（xiào）。與領先（xiān）的機床製造商(MTB)的持（chí）續合作和溝通，為伊斯卡提供了基礎的專業知識和經（jīng）驗（yàn），以改（gǎi）進自動（dòng）生產線機床的刀具及其（qí）夾具（jù）的開發。
伊斯（sī）卡的MTB專家認為，成功取決於正確的刀具（jù）設計（jì）。由於加工過程（chéng）的複雜性，大（dà）多數刀具都是特別定（dìng）製的，而（ér）且非常複雜，周期非常緊。組合刀（dāo）具可以保證（zhèng）精確的加工周（zhōu）期，針對一個（gè）給定的加工工藝可減少所需工位的數（shù）量。通（tōng）常這些刀（dāo）具組合在一（yī）起進行（háng）多（duō）種類型的加工，如鑽孔、鏜孔、锪（huō）孔、倒角（jiǎo）、直頭（tóu）沉孔等等。這些（xiē）刀具通常都（dōu）有調節機構。組合刀具必須（xū）具（jù）備多個加工區域的全方（fāng）位排屑功（gōng）能。這是對刀具設（shè）計的一個關鍵要求。
用於鑽（zuàn）孔、套料和倒角（jiǎo）加（jiā）工的組（zǔ）合刀具通常可（kě）以同（tóng）時加工內外表麵。在（zài）這裏，當需要同時加工（gōng）多個表麵（miàn）時，整體（tǐ）設計必須確保高剛性（xìng）以避免引起特定（dìng）形狀（zhuàng）刀具的振動，特（tè）別是那些（xiē）具有複（fù）雜形狀的刀（dāo）具。
圖1 可調式套料刀
鑽孔和內槽加工刀具的（de）組合省去了額外工位的需要，節省了總成本、縮短了加工周（zhōu）期。為這些組合（hé）提供操作中（zhōng）的刀具（jù）防撞設計，並確（què）保工件內部排屑順暢是至關重要的。
例如，帶（dài）有倒角和反倒角的插銑加工，通常（cháng）使用長（zhǎng）懸伸刀具（jù）按（àn）順序（xù）進行加工（gōng）。因此，設計要求加（jiā）強剛性和減振能力。
為自動生產線選（xuǎn）擇最適宜的刀具及其刀（dāo）柄通常需（xū）要（yào）特定的刀具尺寸，由工作站的參數、行程限製（zhì）和可靠的排屑來確保不停機的（de）生產循環。刀具製造（zào）商與機床製造商之間（jiān）的必要合（hé）作（zuò）以驗證（zhèng）和（hé）確認規（guī）劃（huá）的（de）工藝和進行正確的刀具選（xuǎn）擇，無論是（shì）從初始設計到量產階（jiē）段，還是生產（chǎn）後的優化。
緊公差可以（yǐ）通過特殊（shū）定製的一體（tǐ）式刀（dāo）具來實現，這些刀具具有不（bú）同（tóng）的接口，如CAMFIX或（huò）HSK。帶（dài）有調節機構（gòu）的刀具設（shè）計（jì）既可確保公差（chà）精度，也可保證刀具和工藝的（de）穩定性和剛性（xìng）。
圖2 組合刀具-鑽削、倒角及加工孔（kǒng）口平（píng）麵
配備了伊斯卡FTB、XNUW和PENTA刀片的（de）旋轉和非旋轉成形刀具，可實現（xiàn）一（yī）次進（jìn）刀加工出複雜形狀，縮短了加工周期。
加工中心上（shàng）的（de）車（chē）削作業，如（rú）外圓套車（chē）、鏜孔和反向鏜孔一（yī）般都是（shì）通過垂（chuí）直於主軸中心線的直線軸加工來完成。這種類型的（de）加工通常被稱為“ U軸”加工，即（jí）將刃具安裝在（zài）具有複雜運動係統和配重裝（zhuāng）置的特殊刀體上。這些刀具要麽安裝在模（mó）塊（kuài）上（shàng），要麽直（zhí）接安裝在主軸頭上。
整（zhěng）體式和模塊化刀具都可采用CAMFIX、HSK、VDI或其他類型（xíng）接口，同樣也適用於根據客戶要（yào）求開發（fā）的定製刀具（jù）。
圖3 可（kě）調（diào）式組合刀具
大批量生產製（zhì）造商，主要來自（zì）汽（qì）車、油氣行（háng）業、醫療行（háng）業以及生產微小型零件的（de）細分領域，是自動生產線的（de）主（zhǔ）要用戶。伊斯卡（kǎ）團隊通過與這些客戶長期（qī）且富有成果（guǒ）的合作，在設（shè）計、研發和實施執行中已（yǐ）逐步實現了高效（xiào）可靠（kào）的刀具解決方案。這種客戶（hù）和（hé）機床製造商之間建（jiàn）設性的戰略合（hé）作（zuò）夥伴關（guān）係模式，尤其適用於為（wéi）自動（dòng）生產線布局刀具時，在這兒生產率和零（líng）件成本之間達成平（píng）衡非常（cháng）重要（yào）。