精密的機(jī)床配合先進(jìn)的切削刀具可提供出色的金屬切削生產(chǎn)率。而刀柄作為切削刀具和機(jī)床主軸之間的關(guān)鍵性接口,對(duì)于實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率至關(guān)重要
影響刀柄選擇的因素包括每個(gè)作業(yè)中工件材料的可加工性以及最終零件的配置,這些因素可確定到達(dá)特定輪廓或特征所需的刀柄尺寸。刀柄應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單且易于使用,以盡量減少操作員出錯(cuò)的可能性。機(jī)床的基本構(gòu)件起著關(guān)鍵作用 — 具有線性導(dǎo)軌的快速機(jī)床將充分利用專為高速應(yīng)用而設(shè)計(jì)的刀柄,而具有箱型槽的機(jī)床則為重載加工提供支持。多任務(wù)機(jī)床可同時(shí)完成車削和銑削/鉆削工序。
也可以根據(jù)加工策略選擇刀柄。例如,為了在高速切削 (HSC) 工序中或在高性能切削 (HPC) 應(yīng)用中最大限度地提高生產(chǎn)率,車間會(huì)選用不同的刀具,前者涉及較淺的切削深度HHS,后者重點(diǎn)關(guān)注在功率充足但速度有限的機(jī)床上產(chǎn)生較高的金屬切除率。
較低的可重復(fù)徑向跳動(dòng)有助于確保恒定的刀具嚙合量,從而減少振動(dòng)并最大限度地延長(zhǎng)刀具壽命。平衡至關(guān)重要,高質(zhì)量刀柄應(yīng)在 G2,5-25000 rpm 質(zhì)量 (1 g.mm) 下達(dá)到精密動(dòng)平衡。加工車間可以根據(jù)實(shí)際情況,或咨詢刀具供應(yīng)商,確定能夠以經(jīng)濟(jì)高效的方式滿足其生產(chǎn)需求的刀柄系統(tǒng)。每種刀柄都有自己的細(xì)分市場(chǎng)無(wú)論是簡(jiǎn)單的側(cè)固式、夾套式、熱縮式、機(jī)械式還是液壓式,刀柄都應(yīng)符合特定的工序要求。彈簧夾頭和可互換夾套是最常用的圓形刀柄技術(shù)。經(jīng)濟(jì)高效的 ER 式提供各種尺寸,并提供足夠的夾持力,以實(shí)現(xiàn)可靠的輕銑削和鉆削工序。高精度 ER 夾套式刀柄具有較低的徑向跳動(dòng)(在刀尖處 < 5μm)和可平衡用于高速工序的對(duì)稱設(shè)計(jì),而加強(qiáng)型則可用于重載加工。ER 刀柄便于快速轉(zhuǎn)換,可適應(yīng)各種刀具直徑。熱脹刀柄可提供強(qiáng)大的夾緊力,在 3xD 處具有 3 μm 的同心度,且具有極佳的動(dòng)平衡質(zhì)量。小巧的刀柄設(shè)計(jì)可以很好地夠到棘手的零件特征
刀柄專用rfid標(biāo)簽一個(gè)射頻識(shí)別系統(tǒng)由兩個(gè)讀/寫(xiě)頭和一個(gè)固定在目標(biāo)物上的刀柄專用rfid標(biāo)簽組成。刀柄專用rfid標(biāo)簽可用各種材料制造,并可做成各種不同的形狀。刀柄專用rfid標(biāo)簽又由一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的芯片和發(fā)射電磁波的天線組成刀柄已具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的安裝刀柄專用rfid標(biāo)簽的位置;對(duì)于在刀柄上的應(yīng)用,現(xiàn)在已有適用的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽。但刀柄專用rfid標(biāo)簽還不能適用于刀具,因?yàn)榈毒叩墓ぷ鳁l件較惡劣,且要求標(biāo)簽的尺寸更小。 刀具種類很多,各種刀具的切削刃形狀和直徑大小都不相同,這就限制了把標(biāo)準(zhǔn)化的刀柄專用rfid標(biāo)簽安裝到刀具上的可能性。為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用,采用了一種通用方法,即對(duì)于相同的刀具類別和直徑,刀柄專用rfid標(biāo)簽可以通用。
如果刀柄專用rfid標(biāo)簽的直徑小于3mm,長(zhǎng)度為15mm,則80%的刀具都可以安裝刀柄專用rfid標(biāo)簽。這樣刀柄專用rfid標(biāo)簽制造商就能比較經(jīng)濟(jì)地批量生產(chǎn)RFID標(biāo)簽,又可以實(shí)現(xiàn)射頻識(shí)別在切削加工中的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用,也使其更適合安裝在刀柄上。當(dāng)?shù)毒哐b夾在刀柄中時(shí),RFID標(biāo)簽就受到保護(hù),不會(huì)受到切削液和切屑的影響。
開(kāi)發(fā)了一種長(zhǎng)圓形的被動(dòng)式刀柄專用rfid標(biāo)簽。刀柄專用rfid標(biāo)簽本身沒(méi)有驅(qū)動(dòng)能源,但能在電磁場(chǎng)作用下傳輸信息。利用新的制造方法,刀柄專用rfid標(biāo)簽的直徑能做到2mm,可全部裝入刀柄中。它不會(huì)受到夾頭的機(jī)械損傷,經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂封裝后,可避免冷卻液流入。在刀具制造和使用的整個(gè)生命周期中,要經(jīng)歷涂層的過(guò)程。涂層時(shí),刀具溫度達(dá)到450℃以上,時(shí)間長(zhǎng)達(dá)6小時(shí)。這么高的溫度會(huì)損壞RFID標(biāo)簽,因此,涂層時(shí)必須對(duì)標(biāo)簽加以保護(hù),限制熱量的流入,使溫度不超過(guò)大約180℃,從而避免損壞標(biāo)簽。
安裝在刀具的刀柄上的RFID芯片,可實(shí)現(xiàn)智能化管理 在刀具上安裝刀柄專用rfid標(biāo)簽用于刀具全生命周期的生命識(shí)別和信息讀寫(xiě),在數(shù)控機(jī)床等設(shè)備主機(jī)上安裝讀寫(xiě)器,作為RFID標(biāo)簽與主要控制系統(tǒng)之間信息交互接口,利用RFID標(biāo)簽作為信息載體實(shí)現(xiàn)刀具與主機(jī)以及主機(jī)與主機(jī)之間的信息交互,以實(shí)現(xiàn)刀具壽命的預(yù)測(cè)。
使用軟件和刀柄專用rfid標(biāo)簽進(jìn)行刀具管理是基于數(shù)據(jù)的制造的一個(gè)要素,并且正在變得越來(lái)越普遍。刀柄技術(shù)的進(jìn)步包括配備傳感器的刀柄,可實(shí)時(shí)監(jiān)控刀柄上的力。所收集的數(shù)據(jù)允許操作員在加工過(guò)程中對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,甚至可以通過(guò)與機(jī)器控制單元連接的人工智能 (AI) 自動(dòng)調(diào)整。這些技術(shù)和其他新技術(shù)將進(jìn)一步增加刀柄在加工工序中的生產(chǎn)貢獻(xiàn)值。
刀柄專用rfid標(biāo)簽潛力貫穿于刀具的整個(gè)生命周期中。一方面,智能刀具的潛力(如刀具信息的共享)使用戶能得到所需要的具體加工信息,另一方面,這些信息還能減少現(xiàn)有刀具管理中的各種弊端。刀柄專用rfid標(biāo)簽還從過(guò)程分析和用戶問(wèn)卷中得到了確認(rèn)。所謂“智能”,就是在加工過(guò)程中自動(dòng)、獨(dú)立地識(shí)別目標(biāo)、與加工設(shè)備的直接通訊,以及幾何數(shù)據(jù)與加工數(shù)據(jù)的分別存儲(chǔ)。企業(yè)細(xì)數(shù)RFID的應(yīng)用潛力,就好像雇用了一個(gè)服務(wù)“大臣”。詳細(xì)羅列了在具有哪些需求時(shí),可以應(yīng)用智能刀具,以及這樣會(huì)帶來(lái)哪些好處。