優秀的刀具設計可最大限度提高自（zì）動生產線機床的性能
2021-6-4 來源：伊斯卡MTB項目經理 作者：Joseph Polyanovsky
在現代化製造的今天，工業需要快（kuài）速有（yǒu）效的大規模生產解決方案，自動生產線機床的設計和裝備（bèi）應運而生。自動生產（chǎn）線是由多個工作（zuò）站組成的，裝備了多種用於不同加工操（cāo）作的刀具，如車削、鑽孔、銑削和鏜孔。每個工作站可能有好幾（jǐ）個配備有切削刀具的主軸（zhóu），用於加工一（yī）個工件的不同表（biǎo）麵，這意味著幾十把刀具可同時進行作業。
自動生產線上的機床是強固耐造的，隻能用於生產特定的項目。隨著對更高（gāo）量（liàng）產零件的需（xū）求不斷（duàn）增長，自動生產線機床已被廣泛采用，尤其是當需要將棒材加工成小型圓柱形零件時。這一現（xiàn）象促使這些機床非常受市場歡（huān）迎。自動（dòng）生產線的概念旨在通過應用最快和最（zuì）經濟的（de）方法（fǎ）來激發生產。能否實現高性能生產（chǎn）在很大程度上（shàng）取決於刀具是否高效，而找到一把最理（lǐ）想的刀具（jù）是（shì）一項需要（yào）機床製造商、刀具製造商和機床用戶之間協同合作（zuò）的任務。這一協作鏈的各個環節與最終的（de）加工效果有直（zhí）接的關（guān）係——合作越（yuè）緊密，所選擇（zé）的（de）刀具就越高效。與領先（xiān）的機床製造商(MTB)的持續合作和溝通，為伊斯卡提供了基礎的專業知（zhī）識和經驗，以（yǐ）改（gǎi）進自（zì）動生產（chǎn）線（xiàn）機床的刀具及其夾具的開發。
伊斯（sī）卡的MTB專家（jiā）認為，成功取決於正確的刀具設計。由於加工過程的複雜（zá）性，大多數刀具都是特別定製的，而且非常複（fù）雜，周期非常緊。組合刀具可以保證精確的（de）加工周期，針對一個給（gěi）定的加工工藝可減少所需（xū）工位的數量。通常這些刀具（jù）組合在一（yī）起進行多（duō）種類型的加（jiā）工，如（rú）鑽孔、鏜孔、锪孔、倒角、直頭沉孔等等（děng）。這些刀具通常都有調（diào）節機構。組合刀具必須具備多個加工（gōng）區域的全方位排屑功能。這是對刀具設計的一個關鍵要求（qiú）。
用於鑽孔、套料和倒角加工的組合刀具通常可以同時加工內外表麵。在這裏，當需要同時加工（gōng）多個表麵時，整（zhěng）體（tǐ）設（shè）計必須確保高剛性以避免引起特定形狀刀（dāo）具的振動，特別是那些具有複雜形狀的刀具（jù）。
圖1 可（kě）調式（shì）套料刀
鑽孔和內槽加工刀具的組合省去了（le）額外工位的需要，節省了總成本、縮短了加工周期。為這些組合提供操作中的刀具防撞設計，並確保（bǎo）工件內部排屑順暢是至關重要的。
例如，帶有倒角和反倒角的插銑加工，通常使用長懸伸刀具（jù）按順序進行加工。因此，設計要（yào）求加強剛性和減（jiǎn）振能（néng）力。
為自動生產線選擇最適宜的刀具及（jí）其刀柄通常需要特定的刀具尺寸，由工作站的參數、行程限製和可靠的排屑來確（què）保不停機的生產循環。刀具製造商與機床製造商之間的必（bì）要合作以驗證和確認規劃的工（gōng）藝和進行正確的刀具選擇，無論是從初始設計到量產階段，還是生產後的優化（huà）。
緊公差可以通過特殊定製的一體式刀（dāo）具（jù）來實（shí）現，這些刀具具有（yǒu）不同的接口，如CAMFIX或HSK。帶有調節機構的刀具設計既可確保公差精度，也（yě）可保證刀具和工藝的（de）穩定性和剛性。
圖2 組合刀具-鑽削、倒角及加工孔口平麵
配備了伊斯（sī）卡（kǎ）FTB、XNUW和PENTA刀片（piàn）的旋轉和非旋（xuán）轉（zhuǎn）成形刀（dāo）具（jù），可實（shí）現一次進刀加（jiā）工出複雜形（xíng）狀，縮短了加工周期。
加工中心上的車削作業，如外圓套車、鏜孔和反向鏜孔一般都（dōu）是通過垂直於主軸中心（xīn）線的直線軸加工來完成（chéng）。這種類型的加工通常被稱為“ U軸”加工，即（jí）將刃（rèn）具安裝在具有複雜運動係統和配重裝置的特殊刀體上。這些刀具要（yào）麽安裝在模塊上，要麽直接安裝在主軸頭上。
整體（tǐ）式和模（mó）塊化刀具都可采用CAMFIX、HSK、VDI或其他類型接口，同樣也適用於根據客戶要求（qiú）開發的（de）定製刀具。
圖3 可調式組合刀具（jù）
大批量生產製造商，主要來自汽車、油氣行業、醫療行業以（yǐ）及生產微小型零件的細分領域，是（shì）自動生產線（xiàn）的主要用戶。伊斯（sī）卡團隊通過與這些客戶長期且富有成果的合作，在設計、研發和實施執行中已逐步實現了高效可靠的刀具解決方案。這種客戶和機床製造商之間建設性的戰略合作夥伴關係模式，尤其適用於（yú）為自動生產線布局刀具時，在這兒（ér）生產率和零件成本之間達成平衡非常重要。
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