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精度智能分级

来源:国际金属加工商情     发布时间:2022-05-16
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Tornos SA公司是一家历史悠久的、专注于高效大批量生产数控车床的瑞士企业。该公司研发生产的机床设备满足了客户对生产加工能力、产品加工质量和设备耐用性等方面的期望和要求。同样,它们对公司总部生产的关键零部件的加工和质量控制也非常严格。“我们产品中的某些关键件的加工技术要求非常高,且基本上都是我们自己加工的。”Tornos公司生产负责人Jean-Luc Maurer说。


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安装在Tornos 公司BAZ 加工中心上的阶梯式精镗刀配用了Mapal 公司设计的BT-50-FC 镗刀杆。为了实现精确的导向,刀杆的三个阶梯段都各有五条PKD 聚晶金刚石导向条。可转位镗刀片可以实现径向和轴向微调


以GGG 40号铸件为例。这种铸铁零件中有一系列圆柱形的阶梯孔,这些阶梯孔的尺寸精度、同轴度和表面质量都有着严格的公差。这些加工工序都是在德文缩写为BAZ的高精度加工中心上进行的。加工时除了要注意常规的事项之外还必须注意加工过程中零件受热时的热膨胀情况、机床设备的发热和测量室的温度条件。上述种种因素都促使Maurer寻找一种合适的切削刀具,试图利用特种刀具来缩短长达十小时的切削加工工时,从而降低成本费用。

多年的友好合作


“近20年来,我们一直与Tornos公司密切合作。”瑞士Mapal公司的地区销售经理Andreas Mollet说道。这些合作包括了两个方面:一方面是为Tornos公司的客户开发合适的切削加工解决方案,使它们所用的机床设备能够得到包括刀具和工艺装备在内的完整技术解决方案。另一方面是解决Tornos公司的难题。当他们遇到要求苛刻的生产任务,而通用刀具无法保证产品质量或者无法保证生产能力时,Tornos公司总是向Mapal公司寻求帮助。


在这种长期合作的过程中建立起来的相互信任坚如磐石。这也是阶梯孔加工的难题最终出现在Mollet办公桌上的原因。该项目的第一次会谈始于2018年秋季。


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Mapal 公司设计制造的专用精镗刀可以在Tornos 公司的GGG
40 铸件中加工精度极高的6 个阶梯孔(各阶梯孔直径分别为100mm、99mm 和98mm)。


Maurer解释说道:“要加工的零件有6个孔,2组3个同心圆柱体组成的孔,直径分别是100mm、99mm和98mm。阶梯孔总长近345mm,所以3个孔的同心度偏差不得超过10μm。其中,第一个阶梯孔的直径内还有1个必须保证H5公差的凹槽。”所有这些都需要连续不断地切削加工,对所用的精镗刀的端面跳动和振动有着极高的要求。


直径99mm的阶梯孔的公差只有0.05mm。直径98mm的阶梯孔的公差要求则更加严格,必须保证在15μm以内,并且还有多个环形槽。这段孔径表面的粗糙度要求也很高,Ra=1.2μm。


时间损失和质量风险


“从2018年以来,这三个阶梯孔的加工一直都是使用三种不同精镗刀进行的。”Mollet说道。这导致了时间损失——不仅是因为在加工过程中需要换刀,而且还因为在每一个工作步骤之后都必须检查孔的直径和表面粗糙度。另外,每次换刀时机床设备都会有很小的定位偏差。由于刀具的长度和严格的公差要求,这也导致了更高的废品风险。


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对Tornos 公司的生产经理Jean-Luc Maurer(左)和Mapal 公司瑞士地区销售经理Andreas Moller 而言,专用精镗刀再一次证明了两家企业多年来的合作是非常有效的。


“Tornos公司想让我们提供一种专用刀具,只需一次装夹就可以完成所有的孔加工任务。” Mollet说。开始时,Maurer对这种专用刀具的长度和重量有一定的担忧。因为必须确保三阶孔的粗、精加工之间不会出现主轴的定位误差。因此,Mapal公司的刀具设计师决定采用阶梯式的设计。


为保证加工有环形槽的三个阶梯孔的精度,BT-50-FC镗刀杆上有五条PKD聚晶金刚石导向条。刀头是涂覆硬质合金的、可以在径向和轴向微调的双刃可转位镗刀片。只要前道工序留下的加工误差不超过允许误差的范围,双刃可转位镗刀片就可以校正这些误差,镗刀片的刀刃比导向条略微前出一点,因此可以完成零件孔总长的全部切削加工。

满意的结果


“从2019年7月到现在,我们使用Mapal公司设计制造的专用精镗刀已经2年多了。我们对这种刀具的加工效果非常满意。与原来的加工工艺相比较,新刀具的6道精镗加工的总工时减少了20-25%,且一个生产班次中可以完成全部的镗削加工任务,精镗后的表面粗糙度也达到了1.0-1.2μm。”Maurer总结道。


采用可转位刀片之后,刀片的每组切削刃可以加工6-8个零件,与原来的工艺技术相比较明显降低了刀具材料的成本费用。

本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志


来源:荣格-《国际金属加工商情》

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