提高加工效率：減少加工工序和復合加工
時間:2011-06-12 15:02:53 來源:未知
在提高加工效率方面，減少加工工序，進行復合加工，也是提高加工效率非常有效的手段。
減少加工工序
我在同許多制造企業的同行交流時，發現他們通常會比較注重切削的三大要素(切削速度、進給、切削深度)，而對減少加工工序卻沒有給予充分的關注。其實，減少加工工序經常會比提高切削參數更為有效。
比如，定位銷孔是機械加工中最常見的一種要素，許多零件中都會遇到。我看到大部分工廠采用鉆孔→擴孔→鉸孔的工藝流程來完成這一要素的加工。因為有些銷孔本身的直徑并不大，一些用戶覺得采用硬質合金對提高切削速度的意義并不是很實際，依然采用高速鋼鉆頭來從事鉆孔，然后再進行擴孔和鉸孔。但由于高速鋼鉆頭的剛性不好(高速鋼的楊氏模量僅為硬質合金的1/3)，它在進行鉆孔時特別容易產生孔的不圓度，我們就不得不增加一道擴孔工序，以防止由于誤差復映的原因造成鉸孔不能達到產品質量要求。而硬質合金的剛性較好，加上現在一些優化加工質量的結構，往往可以免去擴孔這一工序。
上圖是由肯納提供的他們的整體硬質合金SE鉆頭與普通高速鋼鉆頭鉆孔圓度的對比。在這個對比中，高速鋼鉆頭的圓度達到20祄，而作為整體硬質合金鉆頭的SE鉆頭的圓度僅為前者的1/5。按照這個對比結果，我們完全可以考慮免去擴孔這一工序，在某種場合，甚至可以替代要求不高的鉸孔(譬如在制作用于擠壓絲錐的螺紋底孔時)。
現在的硬材料直接銑削也是減少加工工序的有效方法。我在瓦爾特服務期間，曾經在上海交通大學的上海申模模具制造有限公司進行過硬材料直接銑削的試驗。記得那次是使用直徑16mm的刀片式精加工球頭銑刀F2139，氮鋁化鈦涂層的超細顆粒硬質合金，切削深度0.7mm，行距0.5mm，轉速7000r/min。加工的工件是已經熱處理至50HRC的鋼件。加工連續進行了大約1個小時20分鐘，順利完成了預定目標，刀片的后刀面磨損約0.15mm，應該認定完全可以繼續切削。
這樣的硬材料銑削等于是把傳統的熱處理以前的粗加工和熱處理以后的半精加工合而為一，大大地節約了包括定位、裝夾在內的許多時間，對提高加工效率也非常有幫助。
復合孔加工刀具
葉片根部粗加工的成形銑刀
復合加工
復合加工是提高加工效率的另一個非常有效的手段。幾個工序合并在一個工序里完成，至少是減少換刀，節約時間。有時甚至是幾個工序同時進行，那節約的加工時間就更多了。階梯鉆是最簡單，也是最常見的一種復合加工刀具。大部分的小型孔加工都需要在孔口處倒角，階梯鉆就是在鉆孔完成的最后階段開始進行倒角，待鉆孔完成的同時也完成了倒角。
右圖是瓦爾特的一把復合孔加工刀具。它能在一次進給中完成三斷不同直徑的孔三半精加工和相應的倒角：下方能正面看見刀片的部分完成小直徑、大直徑兩個直徑段的半精鏜和中直徑的倒角；上方只能看見刀片后刀面的部分完成中直徑的半精鏜和小直徑、大直徑的倒角。
右下的圖則是瓦爾特用于汽輪機葉片根部粗加工的成形銑刀。如果不用成形刀具，用通用的球頭銑刀走程序來進行加工，加工時間會非常漫長，效率很低。成形銑刀可以一次完成型面的粗加工，加工效率自然就高了許多。 #p#分頁標題#e#