机加工自动线的刀具寿命设定

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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对于节拍短、生产线长、产品复杂的发动机加工自动线来说，在刀具进行优化之前，要合理设定机床供应商原配备刀具(机加工自动线所用刀具绝大多数为非标刀具) 的刀具寿命，是一个十分值得注意的工作重点。设定得合理可以保证产品质量，降低刀具成本;反之，刀具成本上升，工件废品连续出现，机床开动率降低，加剧机床损坏，从而达不到精益生产的目的。

刀具寿命的合理设定，其目的就是在保证产品质量的前提下，用最低的刀具成本加工出最多的合格产品。但对机加工自动线来说，它不同于单人单机。机床的生产能力———节拍，决定了刀具的切削参数，因此不能为了提高刀具寿命而降低切削参数。在节拍既定的前提下，影响刀具寿命的条件因素也是既定事实时，要给每把刀具设定较合理的寿命，可以说它需要一个TEAM的群策群力。刀具供应商、刀具修磨工、刀具调整工、生产操作工及技术支持部门各方通力合作，才能给定一个合理值。我们通过摸索、试验，最终达到能较合理地定值各种刀具的寿命。具体介绍如下。

1 借鉴

设定刀具寿命首先可以合理借鉴推荐值。推荐值即为刀具供应商所荐之值。但有些推荐值因机床、冷却液、工件材质、切削参数、工件加工技术要求等因素不同，也有不适宜实际使用情况的，故必须有一定的认证过程。盲目实施或许会尝苦果。

例如我们动力总成厂V6发动机缸盖线，OP90工位有一把刀具(编号为CH9003)是加工缸盖座圈导管的先导刀，刀具切削刃材质为PCD。刀具供应商给该先导刀的寿命推荐值为24h ，机床加工一只导管孔为4.4s ，一个工位加工3只导管孔，需414×3=13.2s。即先导刀的寿命为24×3 600 ÷13.2=6 545件。

机床供应商在设备验收阶段，该刀具能满足产品加工要求。但当设备验收结束后，预试生产阶段不久，却出现了不能满足加工技术要求的废品工件(即座圈对导管的跳动量超差) 。当初我们以为是后续工序的6 刃CBN 铰刀原因，但调换新铰刀后仍有废品出现。最后经过多方查找才发觉是CH9003先导刀所致。CH9003刀具经过几次的使用，发现该刀具每次加工到700多件缸盖时，由于刀具磨损后加工出缸盖达不到产品要求，跳动出现超差。最后我们将该刀具寿命设定为700件，终于使缸盖的座圈对导管的跳动量100%满足技术要求。

2 试验

根据不同的刀具，不同的加工工件，不同的加工方法，我们可以观察刀具达到正常磨损VB 量的刀具寿命;也有采用在规定的加工条件下，按质完成额定工作量的可靠性寿命;还可以保持工件尺寸精度的尺寸寿命及刀具达到规定承受的冲击次数的疲劳寿命等。

一般刀具我们可以通过实际使用综合设定值，即通过几个阶段的工件加工情况最后确定加工件数。如铣刀盘我们根据其粗加工与精加工的不同情况，根据刀片的磨损量，工件加工的粗糙度，工件边缘的崩口情况，工件加工尺寸、毛坯余量的变化来确定其寿命。一般来说，确定铣刀盘、铰刀、镗刀的寿命比较容易，确定钻头比较难定，尤其是易断的深孔钻头更加难定。但各种刀具寿命的数据采集几乎一样。

具体操作举深孔钻一例

新钻头刚使用时没什么推荐值。钻头寿命数据采集的方法为:

第一根新钻头加工3 000件时钻头折断;

第二次加工3 980件时孔径偏小(不可取) ;

第三次加工2 500件时切削刃崩刃。

根据以上三次加工数据，可以设定钻头第一次寿命为2 500×80%=2 000件，以后钻头每加工2 000件正常调换。如果钻头不折断、不崩刃、孔径正常，刀具未严重磨损等，那么连续三次以后再可调整寿命为2 500×90%=2 250件。继续使用三次后正常，再调整寿命为2 500×95%=2 375件。以后每三次提高5%寿命，直至最后刀具出现VB磨损量超标或其它如刃口崩刃等现象时。其刀具寿命比出现异常时减10%，为现阶段的寿命。

反之，在第一次初设寿命后，钻头在加工1 980件时出现折断或1 800件时折断，那么寿命要降低。如第四根钻头加工至1 800件时折断，那么第五根钻头加工到1 800 ×80%=1 440件时要拆下来检查钻头磨损情况。对横刃、主切削刃、副切削刃、主后面、后角等进行目检，如一切正常，可以在第六根时提高到1 800×90%=1 620件。当加工到1 620件时再检查刀具，如一切正常，第七根加工至1 800件时再拆下来进行目检。如正常，第八根和第九根继续加工1 800件，再进行刀具检查，如仍正常，那么可以认为第四根钻头在1 800时折断是偶然因素。同样方法可以确认1 980件折断的原因。

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