在汽車行業(yè)的實際生產(chǎn)中,經(jīng)常有這種現(xiàn)象:調(diào)整好的刀具加工不了幾個零件,被加工尺寸就出現(xiàn)超差,而此時,刀具還遠(yuǎn)未達(dá)到正常的使用壽命,刀具刃口也遠(yuǎn)未達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。究其原因,除了機(jī)床、零件毛坯、冷卻液和調(diào)刀工的技術(shù)水平外,刀具的調(diào)整尺寸范圍設(shè)定不合理也是一個很重要的因素。?
刀具的調(diào)整尺寸范圍是刀具調(diào)整中的尺寸界限,范圍越小,對調(diào)刀工的技術(shù)要求越高,調(diào)整的工時也越長,故設(shè)定合理的刀具調(diào)整尺寸范圍,既能滿足產(chǎn)品的加工要求、充分使用刀具、減少調(diào)刀時間,又能讓各種級別的調(diào)刀工勝任工作。?
1.設(shè)定刀具調(diào)整尺寸范圍需考慮的因素
汽車行業(yè)機(jī)加工自動線的刀具調(diào)整,與普通機(jī)加工中的“對刀”有著本質(zhì)區(qū)別。前者考慮的是每把刀具均能滿足產(chǎn)品的加工,以設(shè)定的刀具壽命,保證產(chǎn)品加工工藝的技術(shù)要求;后者是加工刀具的進(jìn)給量隨加工零件尺寸的變化而變化,不需求每次的統(tǒng)一性。目前汽車生產(chǎn)廠家刀具的調(diào)整尺寸均以刀具布置圖上的PRESET標(biāo)注尺寸為前提,刀具調(diào)整前,有的調(diào)刀工設(shè)定了刀具調(diào)整尺寸的范圍,但不一定合理;有的沒有設(shè)定,僅根據(jù)PRESET標(biāo)注尺寸設(shè)定自由公差來調(diào)整,不考慮零件的加工公差及機(jī)床的特殊情況。這種狀況往往造成每次零件的加工尺寸不同。故只有選擇合理的刀具調(diào)整尺寸范圍才能保證大批量生產(chǎn)中刀具的零缺陷。刀具調(diào)整尺寸范圍的設(shè)定可從以下方面摸索出合理的經(jīng)驗值:?①相同刀具用在不同機(jī)床上;?②零件材料;?③機(jī)床冷熱機(jī)、主軸轉(zhuǎn)速、功率的差異;?④零件制造公差;?⑤加工面粗糙度Ra值;?⑥刀具材料、幾何角度及結(jié)構(gòu);?⑦發(fā)動機(jī)、變速箱的機(jī)加工尺寸,不僅要考慮加工公差和調(diào)刀范圍,還必須考慮復(fù)合尺寸(即前序的加工尺寸)。
2.刀具調(diào)整尺寸范圍的設(shè)定方法?
刀具調(diào)整尺寸范圍有四種情況:軸向(縱向)尺寸調(diào)整范圍;徑向(橫向)尺寸調(diào)整范圍;軸向、徑向尺寸均要控制的調(diào)整范圍;單向雙尺寸或三尺寸均要控制的尺寸調(diào)整范圍。?
(1)軸向(縱向)尺寸調(diào)整范圍?
如鉆頭、鉸刀、锪鉆等刀具,其調(diào)整尺寸根據(jù)不同情況采用不同的范圍值。CNC機(jī)床刀具一般采用較大范圍的調(diào)整值,CNC刀具調(diào)整尺寸雖然通過自動補償功能可達(dá)到加工要求,但它也必須有一定范圍,以滿足不確定因素仍能保證加工尺寸的合格率,如零件的制造公差為±0.125mm,機(jī)床冷熱變化為0.08mm,那么該刀具在CNC上加工的刀具調(diào)整范圍可設(shè)定為PRESET±0.04mm,調(diào)換刀具時如操作工忘記輸入長度刀補時,當(dāng)?shù)毒哒{(diào)整為PRESET-0.04mm時,考慮到主軸的伸縮變化和刀具加工中的磨損量,加工的零件尺寸仍能合格;調(diào)整為+0.04mm,刀具的加工尺寸仍合格。刀具在剛性自動線上進(jìn)行切削,則取中間偏上一點。考慮磨損量、冷熱機(jī)變化則取中間偏下的尺寸,實際加工尺寸為冷機(jī)時,靠下偏差;熱機(jī)時,靠上偏差,這樣使其加工尺寸在中間值左右變化。?
(2)徑向(橫向)尺寸的調(diào)整范圍?直徑尺寸調(diào)整并不是中間值最好。鏜桿或線鏜類刀具的直徑調(diào)整,既要考慮產(chǎn)品質(zhì)量控制的CPK值,又要考慮刀具的加工壽命及磨損量,還要考慮粗糙度要求,故直徑一般取三分之二的公差值尺寸,即取中間偏上或偏下的尺寸(具體數(shù)據(jù)根據(jù)實際加工情況而定)。對于軸加工,先取中間偏下的加工尺寸,隨著刀具磨損,直徑越來越接近中間公差,直至超過中間公差到達(dá)偏上尺寸;對于孔加工,先加工出大于中間公差值,隨刀具磨損,孔越來越小,趨于中間值趨向下極限尺寸;對于拉刀,拉削的開檔尺寸也是取中間公差偏上尺寸,隨著刀具磨損趨于中間、中間偏下尺寸。刀具的調(diào)整尺寸需根據(jù)刀具具體的壽命長短及加工尺寸、粗糙度的變化而定,從而達(dá)到既保證加工工藝的穩(wěn)定范圍,又達(dá)到刀具壽命的合理使用。?
(3)軸向、徑向尺寸均要控制的調(diào)整范圍?為了達(dá)到低的粗糙度Ra值,對銑刀盤刀片的軸向和徑向的跳動有著非常高的要求。一般要求不高的粗糙度Ra值,根據(jù)銑刀盤的結(jié)構(gòu)只需調(diào)整刀片的軸向跳動而不需考慮調(diào)整徑向跳動,調(diào)整范圍跟刀片的副偏角κ′r及進(jìn)給量f有關(guān)。一般說來,銑刀盤的等高差值比徑向的差值小,這一點更應(yīng)注意。又如用于V6缸蓋座圈密封帶加工的鏜刀CBN刀片的理論位置調(diào)整尺寸,既要考慮直徑尺寸,又要考慮軸向尺寸,故調(diào)整尺寸公差值也比較校
(4)單向雙尺寸或三尺寸均要控制的調(diào)整范圍?發(fā)動機(jī)、變速箱機(jī)加工中有很多孔類加工,軸向有沉孔、倒角、底孔深度、臺階孔深度;徑向有臺階孔直徑、槽的直徑、倒角大小等。當(dāng)幾檔尺寸均要考慮時,這時刀具的調(diào)整范圍則需根據(jù)工藝要求來設(shè)定。如螺紋底孔,一般對深度、直徑、倒角有要求。對于長度尺寸調(diào)整來說,只要考慮深度與倒角大小,如工藝要求倒角尺寸比深度尺寸高,那么,第一尺寸考慮倒角尺寸。這樣才能使各個尺寸符合工藝加工要求。同樣,徑向尺寸如果沒考慮尺寸公差的大小,徑向臺階孔直徑往往也會出現(xiàn)臺階孔1孔徑在上偏差尺寸,臺階孔2尺寸已在下極限附近,這樣勢必降低了原刀具的使用效率。
3.刀具調(diào)整尺寸范圍的修整?刀具的調(diào)整尺寸范圍根據(jù)考慮因素設(shè)定方法探索出初始調(diào)刀尺寸范圍后,其值像刀具耐用度一樣,不是一個定值。隨著機(jī)床加工精度的變化、材料批次差異、冷卻液濃度的波動及機(jī)床的尺寸控制優(yōu)化均需修整刀具調(diào)整尺寸的范圍,這就需要刀具管理部門與生產(chǎn)部門的及時溝通與了解,相互支持從而達(dá)到刀具尺寸的調(diào)整值始終處于合理的狀態(tài)。