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機加工自動線的刀具壽命設定
時間:2010-07-20 點擊:17
對于節拍短、生產線長、產品復雜的發動機加工自動線來說,在刀具進行優化之前,要合理設定機床供應商原配備刀具(機加工自動線所用刀具絕大多數為非標刀具) 的刀具壽命,是一個十分值得注意的工作重點。設定得合理可以保證產品質量,降低刀具成本;反之,刀具成本上升,工件廢品連續出現,機床開動率降低,加劇機床損壞,從而達不到精益生產的目的。
  刀具壽命的合理設定,其目的就是在保證產品質量的前提下,用最低的刀具成本加工出最多的合格產品。但對機加工自動線來說,它不同于單人單機。機床的生產能力———節拍,決定了刀具的切削參數,因此不能為了提高刀具壽命而降低切削參數。在節拍既定的前提下,影響刀具壽命的條件因素也是既定事實時,要給每把刀具設定較合理的壽命,可以說它需要一個TEAM的群策群力。刀具供應商、刀具修磨工、刀具調整工、生產操作工及技術支持部門各方通力合作,才能給定一個合理值。我們通過摸索、試驗,最終達到能較合理地定值各種刀具的壽命。具體介紹如下。
  1 借鑒
  設定刀具壽命首先可以合理借鑒推薦值。推薦值即為刀具供應商所薦之值。但有些推薦值因機床、冷卻液、工件材質、切削參數、工件加工技術要求等因素不同,也有不適宜實際使用情況的,故必須有一定的認證過程。盲目實施或許會嘗苦果。
  例如我們動力總成廠V6發動機缸蓋線,OP90工位有一把刀具(編號為CH9003)是加工缸蓋座圈導管的先導刀,刀具切削刃材質為PCD。刀具供應商給該先導刀的壽命推薦值為24h ,機床加工一只導管孔為4.4s ,一個工位加工3只導管孔,需414×3=13.2s。即先導刀的壽命為24×3 600 ÷13.2=6 545件。
  機床供應商在設備驗收階段,該刀具能滿足產品加工要求。但當設備驗收結束后,預試生產階段不久,卻出現了不能滿足加工技術要求的廢品工件(即座圈對導管的跳動量超差) 。當初我們以為是后續工序的6 刃CBN 鉸刀原因,但調換新鉸刀后仍有廢品出現。最后經過多方查找才發覺是CH9003先導刀所致。CH9003刀具經過幾次的使用,發現該刀具每次加工到700多件缸蓋時,由于刀具磨損后加工出缸蓋達不到產品要求,跳動出現超差。最后我們將該刀具壽命設定為700件,終于使缸蓋的座圈對導管的跳動量100%滿足技術要求。
  2 試驗
  根據不同的刀具,不同的加工工件,不同的加工方法,我們可以觀察刀具達到正常磨損VB 量的刀具壽命;也有采用在規定的加工條件下,按質完成額定工作量的可靠性壽命;還可以保持工件尺寸精度的尺寸壽命及刀具達到規定承受的沖擊次數的疲勞壽命等。
  一般刀具我們可以通過實際使用綜合設定值, 即通過幾個階段的工件加工情況最后確定加工件數。如銑刀盤我們根據其粗加工與精加工的不同情況, 根據刀片的磨損量,工件加工的粗糙度,工件邊緣的崩口情況,工件加工尺寸、毛坯余量的變化來確定其壽命。一般來說,確定銑刀盤、鉸刀、鏜刀的壽命比較容易,確定鉆頭比較難定,尤其是易斷的深孔鉆頭更加難定。但各種刀具壽命的數據采集幾乎一樣。
  具體操作舉深孔鉆一例
  新鉆頭剛使用時沒什么推薦值。鉆頭壽命數據采集的方法為:
  第一根新鉆頭加工3 000件時鉆頭折斷;
  第二次加工3 980件時孔徑偏小(不可取) ;
  第三次加工2 500件時切削刃崩刃。
  根據以上三次加工數據, 可以設定鉆頭第一次壽命為2 500×80%=2 000件, 以后鉆頭每加工2 000件正常調換。如果鉆頭不折斷、不崩刃、孔徑正常, 刀具未嚴重磨損等,那么連續三次以后再可調整壽命為2 500×90%=2 250件。繼續使用三次后正常,再調整壽命為2 500×95%=2 375件。以后每三次提高5%壽命,直至最后刀具出現VB磨損量超標或其它如刃口崩刃等現象時。其刀具壽命比出現異常時減10%,為現階段的壽命。
  反之,在第一次初設壽命后,鉆頭在加工1 980件時出現折斷或1 800件時折斷, 那么壽命要降低。如第四根鉆頭加工至1 800件時折斷, 那么第五根鉆頭加工到1 800 ×80%=1 440件時要拆下來檢查鉆頭磨損情況。對橫刃、主切削刃、副切削刃、主后面、后角等進行目檢,如一切正常,可以在第六根時提高到1 800×90%=1 620件。當加工到1 620件時再檢查刀具,如一切正常,第七根加工至1 800件時再拆下來進行目檢。如正常,第八根和第九根繼續加工1 800件,再進行刀具檢查,如仍正常,那么可以認為第四根鉆頭在1 800時折斷是偶然因素。同樣方法可以確認1 980件折斷的原因。
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