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在哪些情况下,修复机床刀具比购买新刀更划算

分类:
行业新闻
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来源:
发布时间:
2017/04/06 15:58
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【摘要】:
在哪些情况下,修复机床刀具比购买新刀更划算?未来的切削刀具会完全无需修复吗?应该修复旧刀具还是购买新刀具?这是任何圆形刀具——如钻头、立铣刀和铰刀——用户都应该考虑的问题。

  在哪些情况下,修复机床刀具比购买新刀更划算?未来的切削刀具会完全无需修复吗?

  应该修复旧刀具还是购买新刀具?这是任何圆形刀具——如钻头、立铣刀和铰刀——用户都应该考虑的问题。全球经济衰退带来的节约之风激发了对刀具修复日益浓厚的兴趣。在考虑这一问题时,存在着许多变量——可能比一些人想象的多得多。刀具的几何形状、用途、基体和涂层等都会对做出修复一把刀具的决定产生影响。其他因素还包括:工件的价值、刀具寿命、工艺的复杂性、加工场所和加工技术水平等。总之,虽然该领域的专家们希望确定一些总体指导方针,但对于这一问题却很少有什么硬性规定。

  数控刀具越简单,对其进行修复的可能性就越大。山高刀具公司的技术设计主管Robert Goulding解释说,硬质合金钻头是最常见的可重磨刀具,其重磨也最容易。当这种钻头用钝后,可以对钻尖进行重磨,如果钻头出现了崩刃,或有较严重的损坏,修复时可以先切除损坏的钻尖部分,然后再对其进行重磨。只要钻头的倒锥部分没有过度磨损,通常就能通过简单的重磨将其修复。与其他刀具相比,重磨对钻头直径影响较小,从而使其很适合修复。每次修复对尺寸的控制都各不相同。一支普通钻头在报废前可能可以修复重用5~6次,而一支用于加工高精度孔的钻头可能只能修复重用3次。

  除了钻头以外,立铣刀也是最适合修复重用的刀具。修复立铣刀的棘手问题是重磨会影响其直径。不过,可调节偏置量的现代数控机床使采用修复过的立铣刀成为可能,在刀具预调设备的帮助下,许多数控机床都可以自动设定偏置量。

  较大型或较昂贵的刀具也是重磨修复的候选对象。主要生产整体硬质合金立铣刀、钻头、螺纹铣刀、立铣刀、开槽锯及其他各类铣刀的Niagara刀具公司技术主管Bill Sebring指出,通常,直径小于12.7 mm的整体硬质合金立铣刀没有太大重磨价值。他认为,最具修复价值的是圣诞树铣刀和粗加工立铣刀。圣诞树铣刀通常用于加工涡轮叶片,具有复杂和精密的几何形状。CNC磨削技术的进步使重磨这种复杂刀具变得越来越容易。Niagara刀具公司将整体硬质合金立铣刀的重磨称为“再制造”,其再制造刀具是在与生产新刀具同样的CNC工具磨床上磨削加工的。该公司还利用自己厂内的PVD涂层中心对修复刀具进行重涂。

  Sebring指出,涂层还可以决定一把刀具是否值得修复——重磨CVD金刚石涂层或类金刚石涂层(DLC)刀具在经济上通常并不划算。对于钛基或铬基PVD涂层刀具,再制造不会成为问题,因为这种刀具的所有功能切削表面都可以直接重磨,而无需首先去除涂层。与许多刀具制造商一样,Niagara公司的标准做法是只重磨修复自己制造的刀具。

  齿轮滚刀和其他齿轮刀具也属于价格昂贵的刀具,而且几乎都能重磨修复。Star SU公司产品经理Tom Ware指出,虽然也有一些硬质合金刀片式齿轮刀具(通常用于较大模数齿轮的粗加工),但大部分齿轮刀具都是可以重磨修复的整体高速钢或硬质合金刀具。根据加工条件的不同,齿轮刀具寿命差别很大,有些刀具只能加工5件工件即需重磨,而有些刀具则可以加工上万件工件。对于齿轮刀具,修复肯定物有所值:修复一把齿轮刀具的费用可能只是新刀价格的10%~15%。齿轮滚刀和其他齿轮刀具的两项重要技术进展——高速钢刀具的使用增多,超过了硬质合金刀具,以及采用更新的PVD涂层——使其寿命更长,并且更容易修复。尤其是AlCrN涂层(Oerlikon Balzers公司生产的这种涂层商品名为“Alcrona”)的使用越来越广泛,对日益增多的高温切削和刀具修复都非常有利。实际上,从刀具上去除AlCrN涂层要比去除AlTiN或TiAlN涂层更容易。用于去除AlCrN涂层的化学制剂不会对刀具基体材料(尤其是硬质合金)造成任何损害,而去除TiAl N涂层的化学制剂则会侵蚀硬质合金基体。

  Ware认为,另一个重要趋势是齿轮刀具的修复被更多地外包。修复齿轮刀具对熟练工人、机床设备(尤其是涂层设备)和专门的编程技术有很高的综合要求,因此对于单个用户而言,在自己的车间修复齿轮刀具并无太大吸引力。由于综合了多种资源,一些企业(如Star SU公司)有能力利用数控机床——主要由为生产齿轮刀具而编制的CAM程序驱动——来高效修复齿轮刀具。完备的技术能力使其有可能自行对刀具涂层,并通过调整磨削程序,只磨除刀具被磨损的部分。作为所修复的大部分齿轮刀具的原制造商,它们知道如何保证刀具的重磨质量。Ware认为,随着越来越多的制造商放弃自行修复刀具而依靠外包,未来的趋势是缩短完成刀具修复的周转时间。随着竞争日趋激烈,周转时间通常为两周的行业标准可能会进一步缩短。

  一些企业对刀具修复服务比其他企业更重视。例如,Unimerco公司就是作为一家刀具修复服务机构开始在北美创业的,后来才应客户要求开始生产新刀具。该公司专攻钻头、立铣刀、铰刀及其他整体圆形刀具(包括采用PCD刀片的圆刀具)。该公司的应用工程经理Jim Stead解释说,“我们除了为自己的客户提供定制设计的新刀具以外,还建立了一个支持刀具修复的系统。大多数刀具制造商主要致力于生产新刀具,如果要修复旧刀具,就需要占用其生产时间和设备。虽然现在我们也生产新刀具,但继续保留了完整的刀具修复专用加工单元。”与其他专业刀具修复企业一样,为了缩短周转时间,Unimerco公司也拥有自己的PVD涂层设备。

  不仅仅是Unimerco刀具,还有许多其他刀具品牌也提供重磨服务。不过,Stead指出,一些新刀具制造商并不总是对重磨刀具有兴趣,或愿意开展此项业务。他表示,修复刀具的价格是新刀具的1/4~1/2。对于修复后的刀具,关键是要保证质量的一致性。他解释说,世界各地的每一家Unimerco工厂都使用相同的机床设备和修复工艺。所有刀具都按照确定其几何形状的修复技术规范进行重磨。Unimerco生产的每把刀具都有一个唯一的编号,通过该编号可以查到其技术规范——产品图纸、刀槽参数文件,以及PCD刀片的放电加工(EDM)轮廓。“我们对PCD刀具要求更严格,对每一把刀具——甚至包括其他制造商生产的PCD刀具——都赋予其唯一的代码。修复PCD刀具需要具备专门的知识与技能。有时,PCD刀具的损伤可能非常细微,需要在显微镜下才能看清。”

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