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在汽车制造或者医疗器械领域中,复杂的螺纹连接件和连接配件在其圆柱形的表面上都有一些小平面。在德语中通常用“多边形(Mehrkante)”来描述这样的小平面,数量一般为2-12个。有时候这类小平面大小不一、是相互“接壤的”,例如圆柱体上呈现的六边形或者十二边形的横截面。
通过标准化提高了车削刀具的经济性:使用了标准化刀片的小平面车削刀具(左)能够在零件的圆柱形体表面加工出两个小平面(右)。
圆柱体上的这些小平面可以利用不同的加工工艺加工出来。其中一种就是在单轴车削加工中心中利用车削加工来完成的“平面车削工艺技术”,即今天通常称之为Y轴的车削加工中心。在这种车削加工中心里可以利用车刀完成小平面的铣削,但这种工艺技术方法所需的加工工时较长;同时还要求有合适的铣刀、要对铣刀进行调整、校准。这对资金投入和人力物力投入来说都是挑战。
车削平面更经济
在许多情况下利用专用的小平面车刀——过去也常常被人们称之为“抗冲击”的车刀则是更加经济的小平面加工的解决方案。这一车削加工工艺方法的优点很多。首先是可以使用高效多产的多轴自动车床;而且仅仅要求刀具的进给速度和车床主轴的转速实现机械性的或者电子(CNC数字)控制的同步。这样,即便是在汽车制造这样的大批量生产过程中也可以非常经济地车削出圆柱体表面的小平面。当被加工零件使用的是难切削加工的材料、而且零件的直径较大时,可以将小平面车刀装夹在多轴车床的副主轴上进行切削。
车削槽完工:有着特殊几何形状切削刃的小平面车削刀具能够一次完成两个相邻的平面、且平面数量不同的小平面加工。
车削平面所需的辅助时间和切削加工工时明显的要少于使用驱动式刀具的铣削加工时间。小平面车刀切削加工时的工况与纵向车刀、端面车刀和切槽车刀一样。它取消了主轴止动和C轴精确的角度定位等操作过程。因此,专用的多轴自动车就可以在一个常规的车削工艺过程中毫不延时的完成圆柱体车削加工和圆柱体表面小平面的“铣削加工”了。若主轴驱动和辅助轴驱动的速比按照常规的2:1的比例同步时,则在圆柱体表面车削出来的平面是几乎平整的。例如,直径为90mm的抗冲击小平面车刀按照这一速比关系在圆柱体零件车削出扳手开口宽度21mm的平面,凸起偏差只有不到0.02mm。
最多能车出24个小平面
位于德国Leonberg市的刀具专业厂MAS公司专门为多轴自动车床设计开发了一系列的小平面车削专用刀具。利用这些车削刀具可以在圆周上加工出扳手宽度1-36mm的小平面;根据所选用的同步速比可以在圆周上一次加工出12个这样的小平面——当使用了两把依次投入车削的小平面车刀时甚至可以在圆周上车削出24个小平面。MAS公司的工程技术人员计算了各种零件直径与小平面刀具组合的可能性以及它们组合后加工出的扳手宽度尺寸、对应边间距尺寸。
据MAS公司介绍,根据小平面车刀的具体设计,像经济型的小平面车削刀具(名为:POLYturn)可以在圆柱体的钢材、轻合金材料、有色金属和塑料零件表面完成小平面的车削加工。通常情况下,这种车刀刀体的材料是钢材。这种刀具适合于在标准车床上加工小直径的塑料零件和易切削的钢材。
用优质合金钢做刀体的小平面车削刀具则适用于加工直径较大的零件以及难以切削加工的材料、使用的车削刀具的直径也较大。其较大的惯性矩对自动车床的驱动系统有着很好的保护作用,因为它减小了断续车削过程中所产生交变扭矩负载的影响。
能够加工特殊形状
模块化的小平面车削刀具可以是由2-4个长方形、菱形或者三角形的ISO标准刀片、有着2-4个可用的切削刃组成的复合刀具。这种复合刀具的经济性非常好。通用的、可调整的刀夹保证了扳手宽度尺寸加工时较高的加工精度。利用这些刀夹可以在对刀仪上或者在MAS研发生产的专用量具的帮助下准确调整好小平面加工刀具的直径尺寸。
利用这些小平面车刀可以轻松地车削出特殊形状的成型面。根据刀片的结构形状可以完成切槽加工或者靠模车削和纵向外用车削。而且也可以车削出有倒角的和连续性的小平面;同样也可以车削出与轴肩紧密相连的特性面,甚至可以车削出多沟槽之间的特性面。
切槽加工带来的节约:在切槽工艺过程中,组合式的特种小平面加工刀具能够在一个回转体零件上加工出深度直达孔径的三条矩形槽。
举例来说,在两个平面和六个平面的车削加工时,根据所需平面类型和尺寸的不同,组合式的小平面车刀可以顺利完成相邻两平面的车削。这就保证了很高的生产能力。在切槽式的车削加工中,组合式小平面刀具能够一次快速地在较短时间内完成多个平面的车削加工。与多轴自动车床加工在短时间周期做到了最佳的匹配。因此这种小平面车削刀具最适合于大批量生产加工中使用。
完成不连续平面的车削
利用组合式的小平面车削刀具可以经济的、高速的完成不连续平面的车削加工,例如在空心零件上加工矩形槽。在这种情况下首先是在实心回转体零件上钻孔,然后用小平面加工刀具从外向内加工两个(或者多个)直达孔径的平面。利用这一加工工艺可以非常方便、经济的完成阀门配件或者滤芯套筒的大批量生产加工。
MAS公司在汽车工业领域的大批量生产加工中有着丰富的经验和特殊的专业技术知识。因此他们能够准确按照用户的特殊要求对小平面加工刀具进行优化改进。为满足广大用户标准的平面车削加工要求,MAS公司仓库中准备了钢制、优质合金钢刀体的标准刀具。