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| 未来的刀具制造商的发展方向 |
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| 2005-10-26 9:08:51
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位于美国密歇根州的Carbur,是一家有七名员工的硬质合金刀具制造商。该公司成立于1966年,专门制造和重磨硬质合金刀具。至今该公司研制开发了切削金属的特种刀具,并从事重磨和修磨高速钢和硬质合金刀具。 Carbur刀具公司磨削的每一把刀具,都能严格按照客户设计规格进行。这在一年前还无法想象,曾威胁着这个家族公司的未来。 Carbur刀具公司认为,用比较仪或千分尺已经不足以控制刀具的质量。客户已经无法接受通过光学比较仪检查刀具、同时记录外形公差的方法。因为这种方法过于依赖操作人员,可信度不高。在质量控制方面,“差不多”的时代已经一去不复返了。必须检验刀具的每一部分,包括其锥度变化、中心部分的深度、卡子、切口和倾斜角度、主切削角和副切削角、棱边宽度、横刃斜角、k型刀棱面、倒棱、钻头出屑槽、成型刀具的轮廓等等。 为提高刀具制作过程中的一致性,Carbur刀具公司找到了卓乐公司。它是一家在刀具检验、预检机床和软件开发方面处于领先地位的开发商。 卓乐公司检查了30多把样刀,显示了其技术方面的实力。该公司将精密切削刀具制造商是否有能力测量和验证他们制作的每一把刀具都严格符合规格要求,看作是关乎企业生死存亡的大问题。而Carbur刀具公司知道,它必须控制其质量和切削方面缺陷。卓乐公司的五轴数控测量设备正好能助其帮助解决这些困难。用这台设备能够全自动地检测所有刀具的外形轮廓,误差在±2gm范围内,不受操作者影响。还可自动测量出有效的切削角度以及刀具的隙角、倒棱宽度、出屑槽深度和间隔。另外,还能检测以前只能在比较仪器上才能观测到的实际锥度,如半径和锥度、倒棱宽度或弯曲度等等。 Carbur刀具公司使用卓乐genius 3万能五轴数控测量设备,能够利用数字影像处理技术完成两维或三维测量。其定位精度为直线0.001毫米(0.000039英寸),B轴0.01‘。测量范围为长600毫米、直径230毫米、轴向测量最大为470毫米。设备的行程Z轴600毫米(23.64英寸),X轴175毫米(6.90英寸),Y轴100毫米(3.94英寸)。为了减少振动,genius设备的整体式结构是经过特殊设计的。它的焊接式结构和高水平的设计原理保证其空间的稳定性,而且不受扭矩的影响。 在两维测量方面,Carbur公司选用的测量机拥有一个带长焦距的物镜和50倍放大倍率的相机,并附带一套全自动切削刃形状探测仪的影像处理软件,使其在测量任何刀具和切削刃上都游刃有余。 对于自动化的三维测量而言,入射光测量技术能够检查切削刃上的有效切割角和刀具隙角以及其它参数。一个带200倍放大倍率的数控定位相机和间断式可控入射光装置是完成该测量的保障。 卓乐的Saturn 3测量软件不仅可以对刀具进行预检测和测量,而且还能全自动地检查切削刀具和砂轮。Carbur公司在使用过程中取得了非常明显的效果。他们能够在第一时间内确定砂轮的精度是否能够精确地将刀具几何形状公差控制在微米级水平。另外,WindowsNT~操作系统也有助于整合刀具检验和制作过程。 Carbur利用genius测量机测量刀具和相应的砂轮,以减少他们间的差异,确保砂轮的质量足以磨削出高品质的刀具。砂轮即便有0.005英寸的磨损,也是以引起刀具精度超差。卓乐公司的机器测量的重复精度高,平行误差在2gm以内。 当检查中心直径和弯曲度等刀具参数时,如果卓乐公司的机器显示有50度的弯曲度,而数控冲压机显示只有10‘,操作人员则相信卓乐机器的判断,并据此调整机床,从而使刀具的使用寿命大幅度提高。在刀具的制作中,它验检每件刀具的精确度和一致性几乎是完美的。因此经该公司重磨的刀具,寿命可延长三倍。 genius测量设备附带的测量程序,可以彻底检查和显示半径、外形轮廓、隙角、斜角、螺旋线的螺距和螺旋角、刀棱面的宽度、沟槽深度等等。这正是Carbur公司评定和检验成品刀具所需要的功能。此外,genius测量设备还包括定制的刀具测试记录仪,用于记录测试结果。 验证和报告 Carbur公司可为其主要客户Asama公司生产33种不同类型的刀具。该公司是本田汽车公司发动机零部件和万向节的供应商。为了消除两个公司之间测量方面的差异,确保在同一基准上进行比较,Carbur公司为其客户安装了与自身一样的全套刀具检验程序。现在,Asama公司也有了两套卓乐刀具预检设备。 另外,Carbur公司也为其客户开发了独特的在线报告系统,使客户能够查看为其制造的每一把刀具的公差与测量结果。还可以将检测数据从卓乐设备上载至网站服务器上,这样,客户就可以借助终端界面,在刀具制作的第一时间查阅和验证每把刀具的检测结果。这对获国际标准体系认证的制造企业来说尤其重要。当刀具需要再磨削时,先测量该刀具,然后比较这些数据与最初制造数据之间的差异以及磨损件与总制造件数量之间的差异,从而了解刀具的磨损率,以便找到刀具设计中值得改进的地方。 为了生产硬质合金刀具,Carbur刀具公司配备了无心磨床、ANCA三维仿真刀具设计软件和数控刀具切式磨床。最近该公司又投资购买了使用机器人进行装卸操作的数控刀具磨床和切入式磨床,以便在制作多尺寸、多型号刀具时中晚班实施无灯光作业。 Carbur公司引进的刀具检验机为这家刀具制造商带来了更多的业务,并且改变了Carbur公司长期以来的运作模式。 无纸化车间 整个车间都被融入到无线的网络之中,因此,公司负责人能够在家里精确地实时查看公司里的一切情况。他可以与每台设备进行联络,如果有必要,也可以在家里排除系统中的故障。 他们为每一把刀具记录了检测结果,并上载至网络服务器。客户可以通过网络查看他所购买刀具的实际检验结果,例如长度、角度、直径等所有参数。 所有客户绘制的图形都保存在数据库里。如果需要制造一把刀具,就可从数据库中调取相关的数据,然后将其输入到磨床和检验机中。同时,为了便于客户在线查看,把实际制作的数据传到网络中,包括任何客户提出的必要的修改处、修改的提交者和时间等信息。 使用卓乐检测设备和ANCA软件,Carbur公司能够设计刀具,使砂轮达到质量要求,从根本上消除了偏差,达到前所未有的一致性。针对磨床,他们甚至还在Access数据库中制作了安装调整程序。它可以告诉操作人员应该以何程度夹住工件,保持怎样的稳定性,使用哪种砂轮以及其它更多的信息。每台机器旁边都配备了一台电脑作为车间网络的节点,操作人员可以从中调取和上传数据。 有一则实例说明了C~bur公司在加工过程中如何利用卓乐设备和数控刀具磨床来取得工件的一致性。有一家客户需要112把同样的刀具,并且要求公差控制在0.005英寸之内。这是一项极其严格的挑战。Carbur公司用ANCA三维仿真刀具设计软件来设计刀具,然后将其上传到数控磨床磨削第一把刀具,最后在卓乐设备上进行检验。经过微调以后,两台设备均确认112把刀具的公差低于0.0015英寸。这样的一致性正是刀具用户所期望的,卓乐设备使这个愿望变成了现实。 Carbur公司小得就像是一个车间,然而它的成功经验甚至引起了与全球领先的大大小小的制造商都有紧密合作关系的卓乐公司的注意。 节约时间 Carbur公司在每一把刀具上都蚀刻了刀具号码,这样就可以在卓乐设备上检索出刀具资料。把刀具放在卡盘上夹住,然后运行检验程序。卓乐设备检验长度、角度、直径和步进长度等指标。通常,一把刀具检测周期约2分钟。即使一把全新的刀具也只要8分钟就可以完成所有的检验工作。如果通过手工检验、再将结果记录下来,需要比它多好几倍的时间。因为人们不得不借助多台仪器一台一台地设置,然后逐个检验刀具的各项指标。然而,即使是这样还是时常无法获得真实可信的测量结果,因为每个操作人员和每台仪器都可能导致结果的不确定性。卓乐的genius设备不但把刀具制作带到了一个精密和一致性的全新境界,而且还可以作为培训工具,使员工了解每把刀具的特性是什么、应该像什么。 借助genius,Carbur公司能够自动测出刀具轴的同轴度和弯曲度误差,并在1分钟内计算出直径的校正值;借助各种透射光,C~bur公司还能够测量BGF、GFM/GF和GFS线材的磨削结果;此外,通过带有公差范围指示器以及能标注最大内外偏差的轮廓图形输出设备,可以方便地测量刀具半径。 卓乐设备还配备了一个软件模块和自动化刀具测量程序。该软件模块可以根据一个未知的刀具几何图形生成DXF文件。作为全自动的刀具数字化处理系统,它可以将测量数据输出到显示屏,也可以输出到打印机或者保存为ASCII码文件。 成立于1945年的卓乐公司,是世界领先的刀具预检设备、刀具检测设备、热收缩系统和刀具管理软件系统的开发生产商。自1986年起,已经有超过18,000台的卓乐预检设备和刀具测量设备安装到位。这个家族企业始终致力于刀具预检设备和测量技术的生产和研发,目前已发展到第三代产品。1997年,在美国密歇根州成立卓乐公司。从此以后,它快速成长为一个拥有30名员工,集销售、服务、工程技术和客户项目支持于一身的企业,业务范围覆盖美国、加拿大和墨西哥。
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