為了高效率、高質(zhì)量地修復損壞的刀具,先進(jìn)的CNC數控機床和精密測量設備必不可少。老式的手工操作機床已遠遠不能滿(mǎn)足修復可轉位刀具的需要。那么數控機床的可轉位刀具出現故障要如何修復。
過(guò)去,切削刀具的修復是任何機加工車(chē)間都能做的事。如今,情況已不再如此。隨著(zhù)可轉位刀片式刀具的結構日益復雜,精度要求越來(lái)越高,修復這些刀具所需要的機械設備通常與制造新刀具所需要的設備相同。其結果是,許多加工車(chē)間要像過(guò)去那樣,采用老式的手動(dòng)設備來(lái)修復自己的刀具已變得更加困難。手工修復的刀具可能看起來(lái)很不錯,但卻很難達到要求的切削性能。
許多企業(yè)繼續削減自己內部的機加工車(chē)間,缺乏具有嫻熟技能的機加工人員使在工廠(chǎng)內部自行修復刀具變得困難重重。其結果是,它們需要求助于能按照嚴格控制、經(jīng)過(guò)驗證的程序來(lái)修復刀具的專(zhuān)業(yè)機構。用不正確的方式修復刀具,可能會(huì )導致延長(cháng)刀具轉位時(shí)間和提高換刀頻率,從而增大加工成本——這種結果正好與加工車(chē)間追求的目標相反。(參閱數控機床多把刀具加工螺紋的方法 )
盡管為了將復雜的可轉位刀具修復到“煥然一新”的狀態(tài),許多刀具修復服務(wù)機構已經(jīng)投資購買(mǎi)了先進(jìn)的CNC數控機床和自動(dòng)化設備,但它們仍然需要與認為所有的刀具修復工作都只能靠手工完成——有時(shí)修復效果并不理想——的觀(guān)念作斗爭。
質(zhì)量問(wèn)題
刀具修復的關(guān)鍵問(wèn)題是質(zhì)量成本。購置CNC數控機床和精密檢測設備需要大量資本投資,但采用這些設備的企業(yè)都表示,為了將更復雜的可轉位刀具修復到“煥然一新”的狀態(tài),這些先進(jìn)設備必不可少。
如果一個(gè)加工車(chē)間已經(jīng)嘗試了手工修復刀具,而結果并不令人滿(mǎn)意,它可能就會(huì )選擇購買(mǎi)新刀具。由于修復質(zhì)量達不到標準,許多加工車(chē)間已經(jīng)放棄了對損壞的刀具進(jìn)行修復,其結果是,它們失去了節省數百萬(wàn)美元刀具費用的潛在機會(huì )。
然而,采用精密試驗和檢測設備作為質(zhì)量保證的刀具修復工作卻能延長(cháng)可轉位刀具的使用壽命。對于某些為特定加工而設計制造的專(zhuān)用刀具,對損壞的刀具進(jìn)行修復可比購買(mǎi)新刀具節省高達90%的費用。此外,由于修復舊刀具可能比生產(chǎn)和交付新刀具所需時(shí)間更短,因此,它通常還能節省大量時(shí)間。
只有一小部分帶刀片座的刀具損壞后難以修復,其他大部分可轉位刀具損壞后都能修復。用戶(hù)往往設想一把刀具無(wú)法修復,而最終會(huì )吃驚地發(fā)現,事實(shí)并非如此,無(wú)法修復的刀具一般是指那些有嚴重的裂紋貫穿整個(gè)刀具、刀桿發(fā)生彎曲,或嚴重變形的刀具。大多數可轉位刀具都可以修復,而且可以多次(2-5次或更多,取決于刀具類(lèi)型和使用條件)恢復到初始狀態(tài)。有些加工車(chē)間已將修復刀具循環(huán)使用3次作為自己的標準。
顯著(zhù)的改進(jìn)
在過(guò)去十年里,刀具制造商使用的加工設備有了顯著(zhù)改進(jìn)。采用現代刀柄技術(shù)的高精度可轉位刀具對其修復工作提出了更高要求,精確的加工控制以及更重要的精密刀具檢測必不可少。為了完全修復刀具,而又不破壞或犧牲刀具制造商選用的鋼材原來(lái)的完整性,還必須實(shí)施正確的控制。改變原有工具鋼的完整性將會(huì )危及刀具的切削性能,無(wú)論其精度高低。在整個(gè)刀具修復過(guò)程中,都必須考慮和控制刀具的精度和鋼材的完整性因素。
可轉位刀具的修復必須達到嚴格的精度要求?紤]到更嚴格的工件公差,修復后的刀具在整體質(zhì)量和尺寸精度上,必須達到與被加工工件一樣或更高的水平,這一點(diǎn)至關(guān)重要。
關(guān)于工件的公差,機床改造、翻新和再制造企業(yè),刀具精度至關(guān)重要,因為隨著(zhù)機床變得日益精密,工件的尺寸和形狀公差也越來(lái)越嚴苛。如今,在許多加工車(chē)間,要求切削加工的公差保持在零點(diǎn)幾毫米已是家常便飯,而這種精度水平過(guò)去只有磨削加工才能達到。
刀具修復是否成功通常取決于兩個(gè)關(guān)鍵變量:工件的質(zhì)量要求和修復后的刀具必須加工的工件件數。如果這兩個(gè)變量之一要求很高,加工車(chē)間或許就應該選擇擁有先進(jìn)設備的專(zhuān)業(yè)機構來(lái)修復其可轉位刀具。
改變刀具結構
改變刀具結構使刀具修復有可能節省更多成本。切削加工的一個(gè)發(fā)展趨勢是采用能縮短加工時(shí)間和減少換刀次數的多功能復合刀具,如多直徑的插銑刀。由于復合刀具往往都是專(zhuān)用刀具,且購買(mǎi)新刀的價(jià)格比單一功能的標準刀具更昂貴,因此加工車(chē)間對修復此類(lèi)刀具的積極性更高。
刀具修復人員的技能與他們使用的設備同樣重要。必須由具有技術(shù)資質(zhì)、能正確使用適當加工和檢測設備的機械師來(lái)修復刀具。不過(guò),是否需要在CNC數控機床上修復刀具,其決定性因素是刀具的復雜程度和需要修復的刀具數量。
高速報廢
加工批量、刀具的復雜性、機械師的技能與經(jīng)驗,所有這些因素共同決定了是應該手工修復刀具,還是應該在數控機床上修復刀具。許多大批量生產(chǎn)的零件是在自動(dòng)化設備上加工的。在這種工藝系統中,如果刀具出現問(wèn)題,就會(huì )以很快的速度造成大量工件報廢。加工工藝的自動(dòng)化程度越高,該工藝中的每個(gè)組成部分就必須越可靠。當然,刀具也是這些組成部分之一。達不到技術(shù)要求的可轉位刀具將會(huì )更快磨損。
在高生產(chǎn)率加工中,由于一個(gè)刀片與下一個(gè)刀片的切屑負荷無(wú)規律或不一致,質(zhì)量未達標的可轉位刀具將會(huì )更快失效。如果由于未能正確修復而使刀具運行不正常,一些刀片就會(huì )比其他刀片切削出更大的直徑,每一轉比其他刀片切除更多的材料。Leigh指出,“所有這些問(wèn)題將會(huì )縮短刀片壽命。在任何加工中,尤其是在高速、自動(dòng)化加工中,這將快速消耗大量硬質(zhì)合金刀片,更遑論解決問(wèn)題和更換刀片所需要增加的停機時(shí)間。”
周密的計劃
只有對刀具修復工作進(jìn)行精心組織,并使其成為車(chē)間制度的一部分,才能獲得最佳效果。這種計劃包括刀具的收集、分配和操作人員的培訓。
例如, 一家大型飛機制造企業(yè)實(shí)施了一項可轉位刀具(鉆頭、銑刀和刀具夾頭)修復計劃。零件制造商應該制定一項全面的計劃,以確保所有能夠修復的刀具都得到修復,從而最大限度地節約刀具成本。
盡管修復刀具最重要的原因是為了省錢(qián),但修復刀具時(shí)所追求的最重要目標是質(zhì)量。通常,一把經(jīng)修復的可轉位刀具的成本比購買(mǎi)一把新刀具低50%-85%,但是,如果修復刀具的切削性能達不到新刀具的水平,這種成本節約就毫無(wú)意義。事實(shí)上,如果一把修復的刀具提前失效,或者未被修復到正確的尺寸和精度,那么,其最終付出的成本可能將高于購買(mǎi)一把新刀具。
精益修復
全球競爭和精益生產(chǎn)是刀具修復的兩大推動(dòng)因素。幾年以前,加工車(chē)間將磨損的刀具報廢的現象更為普遍,與購買(mǎi)新刀具相比,通過(guò)修復刀具可節約大約50%的成本。采納刀具修復公司的建議——刀具經(jīng)修復后循環(huán)使用3次。
開(kāi)展刀具修復工作首先要制定涵蓋全廠(chǎng)的刀具回收制度。刀具修復公司可以提供各種服務(wù),使修復流程的執行更加便利。例如,我們可以提供刀具回收箱、裝運容器和回收刀具的異地庫存管理?紤]制定刀具修復計劃的加工車(chē)間還應該仔細考察自己打算使用的修復設備。
根據不同的刀具類(lèi)型和復雜性,可能需要在修復后的刀具上標注標記,刀具修復公司還應該為修復的刀具提供質(zhì)量檢測證書(shū)。這就需要適當的檢測設備和夾具,以及具有對市場(chǎng)上各種可轉位刀具豐富知識的機械師。
一個(gè)刀具修復車(chē)間還應該通過(guò)ISO認證,并能實(shí)施精確的質(zhì)量控制,包括管理相關(guān)的技術(shù)文件和檢測程序。一個(gè)能保證質(zhì)量的刀具修復車(chē)間需要有精密的設備、正規的夾具和訓練有素的操作人員。了解刀具的精度要求和保持刀具材料的完整性對于修復過(guò)程至關(guān)重要。
對于某些刀具的修復,檢測尤其重要。例如,一家美國汽車(chē)制造商使用一種專(zhuān)用可轉位刀具夾頭來(lái)加工某些零件。這種進(jìn)口夾頭價(jià)格昂貴,精度要求很高,而且訂購新夾頭的交貨周期很長(cháng)。硬質(zhì)合金刀具服務(wù)公司為這些刀具夾頭制定了一項修復計劃,現在每年可為用戶(hù)節省超過(guò)20萬(wàn)美元的刀具成本。
所有的刀具修復服務(wù)并非一成不變,即使你的加工車(chē)間過(guò)去在刀具修復上有過(guò)不愉快的經(jīng)歷,現在再次考慮如何開(kāi)展刀具修復工作——包括對潛在的刀具修復服務(wù)提供商進(jìn)行實(shí)地考察——也許仍然有意義。昂貴的可轉位刀具對于加工成敗關(guān)系重大,因此不能隨便托付給任何人。