基于高精度、高效率加工的工具系统的应用技术和管理

北京金万众科技发展有限公司林欧阳

2010 年 12 月

高精度

高效率

低成本

机械加工行业追求的目标

高精度尺寸精度表面粗糙度垂直度圆度… .

高效率 单位时间的切削量用于准备的时间检测时间… .

低成本 人工费工具等消耗费机床折旧费… .

要实现高精度高效率低成本的加工要实现高精度高效率低成本的加工需要解决的问题非常多。。。需要解决的问题非常多。。。

机械加工机械加工

刀柄刀柄

刃具

刃具 工艺

制造技术制造技术

测量测量

夹具夹具

工件

工件

ＮＣ

ＮＣ

程程序序

机床

机床

数控

系统

数控

系统

切削

液切

削液

工具

管理

工具

管理

加工准备加工准备

机床 刀柄 刃具

连接精度连接刚性

刚性动平衡

夹持精度夹持力

刚性定位精度数控系统主轴精度

寿命

材质涂层刃形排屑

刀具系统

刀柄与机床的连接 ---BIG-PLUS 两面定位刀具系统 当刀柄插入机床主轴并被锁紧时，

刀柄的锥面和端面同时与机床贴紧的刀具系统

BIG-PLUS两面定位刀具系统

普通系统

间隙 贴紧

BIG-PLUS 两面定位刀具系统的优越性

增强系统的刚性提高刀具的定位精度防止轴向位移

减小加工时的振动提高加工精度增大切削量及切削条件提高切削效率减少刃具的磨损

工件工件：ＳＳ４００：ＳＳ４００Ｖ＝３００Ｖ＝３００ mm ／／ minminＢＴ５０ＢＴ５０立式立式ＭＣＭＣ

ΦΦ ６９６９ .. ８５８５ ΦΦ ９８９８

１５

０１

５０

１５

０１

５０

３ｍ

ｍ３

ｍｍ

３ｍ

ｍ３

ｍｍ

７８７８ΦΦ ８０８０ ×× ４刃４刃

７８７８

进给进给　１　１ ,, ４４０ｍｍ／分４４０ｍｍ／分 ２２ ,, ５２０ｍｍ／分５２０ｍｍ／分

铁屑排出量铁屑排出量Ｑ　Ｑ　３４６３４６ｃｃ／分ｃｃ／分６０５６０５ｃｃ／分（ｃｃ／分（１１ .. ７倍７倍））

BIG-PLUSBIG-PLUS

实际加工的效果 - １实际加工的效果 - １

普通 BT

　 BIG-PLUS　

加工条件N=1000min-1F=100mm/min刀尖圆角(r =0.4)工件　 S50C

实际加工的效果 - ２实际加工的效果 - ２

刀柄自身的刚性、动平衡性

高刚性高动平衡性

减小加工时的振动提高加工精度增大切削量及切削条件提高切削效率减少刃具的磨损

刀柄

刀柄自身的刚性、动平衡性

锥形设计

加厚设计

全周精磨

刀柄的夹持精度及夹持力 0.0000

高夹持精度高夹持力

减小加工时的振动提高加工精度增大切削量及切削条件提高切削效率减少刃具的磨损

刀柄

刀柄的夹持精度与加工精度无跳动

有跳动

Ry

1234

Ry

1234

1

2

3

4

1

2

3

4

刀柄的夹持精度与刃具寿命

0.050.05

0.100.10

0.150.15

0.200.20

0.50.5 1.01.0 1.51.5 2.02.0 2.52.5 3.03.0 3.53.5 4.04.0

跳动跳动 20μ20μ 跳动跳动 10μ10μ

跳动跳动 3μ3μ

后面

磨损

宽度

　V

b(m

m)

切削长度 (m )

机床 : 　　 BT40 立式 MC刀柄 : 　　弹簧夹头立铣刀 : 　 φ12　　　　 高速钢 TiN 涂层

切削速度 : 　 150m/min进给速度 : 　 800mm/rev切削量 : 　　 Ad=18 Rd=2工件 : 　 S50C 顺切，外冷

切削条件V b

超高速微细加工用刀柄—超高速气动刀柄最高转速 80000 转 / 分 !!!

高精度 , 高效率微细加工的最佳选择 !!!

超高速超高速Point ①

高精度高精度Point ②

Point ⑤

Point ④

Point ③ 低发热低发热

低噪音低噪音

ATCATC可可

MAX.80,000min-1

动态跳动： 5μm

温度变化： 2℃以内

能实现自动工具交换

能听到微小的切削声

（ 4 倍直径前）

超高速微细加工用刀柄—超高速气动刀柄

加工中心加工中心 RBXRBX

1,000min-1 1,000min-15,000min-1 5,000min-110,000min-1 10,000min-115,000min-1 15,000min-120,000min-1 20,000min-125,000min-1 25,000min-130,000min-1 30,000min-130,000min-1 35,000min-1

24μm24μm

40,000min-145,000min-150,000min-155,000min-160,000min-165,000min-170,000min-175,000min-1

5μm5μm以下以下

超高速气动刀柄超高速气动刀柄 RBXRBX 与与高速加工中心的高速加工中心的

动态跳动精度的比较动态跳动精度的比较

超高速微细加工用刀柄—超高速气动刀柄

铝合金（ A-5083 ）φ1mm φ1mm 槽铣刀槽铣刀 S=75,000min-1

F=5,000mm/minAd=0.1mm

加工中心的加工S=8,000min-1 、 F=450mm/min

加工时间：约 6 小时↓

3535 分钟分钟10

㎜

φ80

１㎜

槽数： 18

效率提高 10倍 !

超高速气动刀柄 RBS 客户加工实例

铝合金（ A-2017 ）φ0.3mm φ0.3mm 钻头钻头S=70,000min-1

F=200mm/min无步进式进给无中心孔孔深 =1.5mm （通孔）

3000 孔加工后 , 钻头无异常

0.3mm

0.3mm钻孔

超高速气动刀柄 RBS 客户加工实例

2.5mm

NAK55 (HRC40 ）精加工R0.15mm R0.15mm 球头铣球头铣刀刀S=70,000min-1

F=200mm/minAd=0.02mmRd=0.02mm

5mm

5mm

在在 2020 年前的旧年前的旧 MCMC 上加上加工工

加工面也非常漂亮加工面也非常漂亮

棱锥加工

64个

总切削长　80m

超高速气动刀柄 RBS 客户加工实例

其它各种高效高精度产品

美夹同步刚性攻丝刀柄

其它各种高效高精度产品

小旋风倒角刀小旋风倒角刀

角度头

其它各种高效高精度产品

外转内冷刀柄

其它各种高效高精度产品

实现高效率加工还需要做好各种管理

智能化车间制造管理系统

您的车间是否存在这些问题 ???

○ 新员工的培训需要花费许多精力和财力○ 不同操作工加工出来的产品质量不同○ 刀具的准备和选择很花时间○ 对刀或补偿值输入时有时会出现错误○ 安装刀具或装入刀库时会出现错误○ 管理人员无法准确掌握各机床的运行状况○ 库存刀具刃具得不到充分利用浪费资源○ 需要用的刀具刃具不能及时交货　　 .........

准备夹具 准备工件

计划 · 指令

准备工具

Tool ID

加工

完成

准备程序 准备量具

车间

刃具管理终端FM-BS

库存终端FM-ST

FM-PROFM-LT

办公室终端

办公室

通过网络与其它工厂连接

服务器

FM-PROFM-LT

CAD/CAM 终端

设计室

FM-FOCAS1

FOCAS1 终端

※ＦＯＣＡＳ１终端

对刀仪终端

FM-PSFM-PSICFM-PSLT

FM-PROFM-LT

M/C 终端

※RS232C 终端

Factory Manager 系统构成案例

结 论

刀具系统的选择

对于高精度、高效率加工十分重要

同时也必须重视管理系统的建立