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大昭和:刀具系统在金属加工中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-06-19 来源:数控刀具 浏览次数:934


  日本大昭和精机株式会社是日本最大的加工中心刀具系统及零附件专业生产厂家,其追求的高品质、高精度产品不仅在日本占有最大的市场份额,同时在世界刀具市场也享有盛誉,由其发明和拥有专利的BIG-PLUS 主轴两面定位系统以其适合“高速加工”的特点,深刻影响和领导着机械加工和刀具系统的发展方向。

  目前,中国制造行业发展迅速,同时也面临很多问题。在全球竞争日益激烈、高效化、节能环保的今天,机床工具各方面要求显得更加突出,对机床的转速、刚性、定位精度方面的要求越来越高。因此,在目前高端制造的要求中,主轴系统不仅仅是一个旋转的椎孔,而应该包括主轴自身、再加上刀柄、刃具。所以要进行高刚性加工,仅仅机床自身努力不够,还需要刀柄、刃具厂家做好配合。

大昭和:刀具系统在金属加工中的应用

大昭和精机株式会社中国首席代表 陈丹民

  以前刀柄定位靠椎柄定位,这个的缺陷是整体刚性不好, 第二定位精度不好,刀柄装到主轴之后,刚性减小,不能充分发挥机床的功率;当前技术潮流是怎么样把刀柄装到机床主轴上之后使其刚性最大化,两面定位主轴系统便是很好的选择,特别是在欧美日应用的越来越多。大昭和的BIG-PLUS 两面定位主轴系统利用机床主轴的弹性形变,实现了刀柄的锥面及法兰端面与机床主轴的锥面及端面完全贴紧,与普通的7/24 的系统相比,无论是刚性还是定位精度都有了大幅度的提高。这样,在实际加工时,使得加工精度及加工效率有了明显的改善及提高,最大限度地发挥这台机台性能。同时,由于很好地抑制了加工时的振动,使得刃具、刀柄乃至机床主轴的寿命都得到了提高。

  从节能环保角度来讲,作为最大消耗品的铣刀、刀片和钻头,如何尽可能减少刀具损耗,是大昭和一直在思考的问题。在刀具系统中,控制刀柄精度究竟跟刀具损耗有什么关系,作为刀柄厂家,大昭和做了大量试验。刃具的寿命不仅仅跟涂层、材料、刃尖状况有关,还和卡持它的刀柄有关系,比如跳动精度3 个u 的刀柄和跳动精度10 个u 的刀柄做同等试验,寿命相差30% 以上,即某个工厂如果用跳动精度3 个u 的刀柄,消耗100 把铣刀,另外一个用10u 的刀柄需要消耗130 把铣刀。这对整个制造业来说,在节能环保有相当重要的意义。

  再比如加工一个零件到底需要多久时间来完成?这里的时间不仅包括切削的准备过程,还涉及如何使工作高效化、信息化和标准化。例如大一点的现场车间的刀具管理,效率不高的重要原因就是准备工作出了问题,如刀具的长度、直径等数据繁琐,很容易产生错误。大昭和为解决这个问题,做好刀柄管理,利用读码器读取芯片内容,各种信息都能体现, 高效的信息化管理,让生产效率得到很大提高,在本届展会上,大昭和工作人员也在展台现场为大家解答各种疑问。

  日本大昭和成立于1965 年, 在日本的刀具行业中只能算是“晚辈”。成立之初,公司只有几个人和数台通用机床。而当时行业中已经存在拥有几百名职工、年销售额达几十亿日元的企业了。

  经过数年的磨练和积累,公司高层对经营方针作了重大调整,那就是把公司打造成“高品质合众国”。从此以后,“高品质合众国”一直成为公司奋斗和追求的目标。

  公司首先瞄准的是传统的用途最广泛的弹簧夹头。当时市场上流行的是ER刀柄,一般精度在20μ(4 倍直径前) 左右,市场对这样的精度也是普遍认可。在这样的形势下,公司决定开发高精度弹簧刀柄—4 倍直径前的跳动、精度在3μ 以内。并在世界上首次提出“AA 级夹套”的概念。以当初的设备和技术来看,3μ对我们而言是一个非常大的挑战。一般生产出来的几乎50%的产品都变成了“不良品”而与铁屑为伍。同时市场也普遍认为,“一般加工不需要如此高的精度”。所以接下来我们面临的问题便是如何让市场接受“AA 级”。

  市场不接受“AA 级”的原因主要是成本问题。为此,我们进行了大量的实验,以证明高精度的刀柄不仅仅能保证加工精度,同时也可以大大地提高刃具的使用寿命及加工效率。后来的事实证明我们当初的决策完全正确。特别是如今在追求高速高精度高效率的时代,我们的高精度刀柄完全成为了开拓市场的利器,同时也成为了“高品质合众国”的形象代言。

  其次便是镗刀。1980 年左右,在我们与瑞士KAISER 公司合作时,日本市场还没有模块式镗刀,更没有“无齿隙微调螺丝”的概念。同样是经历了漫长的实验及推广,如今BIG-KAISER 品牌的镗刀已占日本镗刀市场的85% 以上,在中国市场也是独占鳌头。

  其它如BIG-PLUS 两面定位主轴系统、高速加工用刀柄系列等产品都是由我们首先开发并推广到市场,为机加工行业作出了巨大的贡献。为此我们还获得了日本的发明大奖及科学技术大臣奖的荣誉。

  高速、高效刀具的最终目的主要是为了提高加工效率。加工效率即单位工时内完成工件的数量。从这个意义上来说,提高转速是为了提高进给( 进给= 转速× 每刃进给× 刃数),但要提高加工效率还必须考虑切削量( 轴向/ 径向进刀量)。

  “提高加工精度,提高加工效率,降低加工成本” 如今是所有制造业所共同追求的目标。作为在“缝隙”中生存的刀具企业,我们必须能够理解用户的需求,从根本上解决用户的实际问题,帮助用户成为高效益的企业。

  就刀具本身而言,要适应高速旋转,就必须具备较高的动平衡性以及较高的对刃具的夹持精度(也是常说的跳动精度)。而要适应高进给或大切削量,刀柄又必须具备高刚性及高夹持力的特性。但俗话说“熊掌与鱼难以兼得”。实际设计刀柄时,往往需要在兼顾这些特性的同时进行一些有针对性的设计。比如我们的高夹持精度的弹簧刀柄、高夹持精度及高动平衡性的美夹刀柄,主要是用于小切削量/ 高速/ 精加工。我们的强力铣刀柄,则主要用于相对低速的重切削。诸如此类。在我们的样本或网站上,你可以看到刀具的种类非常多。希望用户在选择时也要根据具体情况选择最合适的刀具。

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