組合刀具的合理使用及選擇 為了適應(yīng)制造技術(shù)所面臨的產(chǎn)品日益多樣化、更高的生產(chǎn)效率和環(huán)保的要求，相繼出現(xiàn)了高速切削、干式切削等新的加工技術(shù)。高速切削技術(shù)使加工過程中的切削時(shí)間顯著減少，這是采用了新的刀具材料和涂層所取得的效果。在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步提高切削參數(shù)來提高生產(chǎn)率的潛力已十分有限。
提高生產(chǎn)率另一種辦法就是盡可能減少輔助時(shí)間。首先，把復(fù)雜零件分解為很多工序并采用很多刀具的加工工藝方法占了很多換刀時(shí)間和工序前后的傳送時(shí)間。減少這些時(shí)間對提高生產(chǎn)率就有現(xiàn)實(shí)意義。其中一個(gè)已被證實(shí)了很有效的做法就是用多功能的組合刀具取代功能單一的標(biāo)準(zhǔn)刀具，而正確選擇和合理使用組合刀具才會(huì)取得應(yīng)有的效果。
組合刀具的形式 迄今為止，組合刀具有多種形式。常見的階梯鉆就是一種簡單的組合刀具，其特點(diǎn)是在一次走刀中完成幾把刀同一種工藝的加工。較復(fù)雜的組合刀具常常集成可完成不同工藝的幾把刀，如能鉆孔又能銑削的鉆銑刀等組合刀具，通常要分幾次走刀或在不同工位上依次完成幾把刀的切削。這是一種最典型的組合刀具，可覆蓋很大的加工范圍，既有簡單的鉆孔——倒角組合刀，也有集成5～10把刀的專用組合刀具。還有一種更為復(fù)雜的組合刀具：內(nèi)部集成有產(chǎn)生輔助切削運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)軸，有機(jī)械式和機(jī)械電子式兩種，可以滿足加工零件特殊部位的要求，這樣的刀具對機(jī)床結(jié)構(gòu)或機(jī)床的控制系統(tǒng)往往有特殊的要求，以實(shí)現(xiàn)對刀具運(yùn)動(dòng)部分的控制。
組合刀具的優(yōu)點(diǎn) 組合刀具的主要優(yōu)點(diǎn)是提高了生產(chǎn)效率。如使用有4個(gè)階梯的鉆頭，加工一個(gè)活塞孔的時(shí)間大約縮短70%。除了節(jié)省換刀時(shí)間外，用戶還可從空出的機(jī)床刀庫位置和減少的刀具夾頭中獲益，空出的刀庫位置可使備用刀具在機(jī)床工作的同時(shí)予以更換。由于刀具數(shù)量減少，所以可簡化刀具的管理，節(jié)省費(fèi)用。
關(guān)于組合刀具價(jià)格昂貴的問題，在計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮到由于減少刀夾和節(jié)省行政費(fèi)用所得到的補(bǔ)償；因此，一把專用組合刀具能替代的標(biāo)準(zhǔn)刀越多，就應(yīng)越早加以采用。此外，在加工質(zhì)量方面，應(yīng)用專用組合刀具也是有利的，使機(jī)床的定位精度不再那么重要，例如一個(gè)多臺階的孔在一次走刀中就加工完成，孔的不同心度誤差也減少，因?yàn)榍懊娴你@頭對后面的鉆孔起到了定心的作用。同時(shí)，使用復(fù)雜的組合刀具要求機(jī)床的操作者有相應(yīng)的知識，所以對他們應(yīng)進(jìn)行培訓(xùn)。
要在內(nèi)孔加工空刀槽，可用有控制功能的組合刀具。圖8是Komet公司開發(fā)的加工鑄鐵剎車鼓殼體的孔和槽的組合刀具，可保證兩者之間很好的同心度。它是由一把套裝銑刀和一個(gè)滑塊組成，加工時(shí)首先由鉸刀鉸孔，然后整把刀具繼續(xù)在孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，由滑塊帶著兩把刀進(jìn)行徑向切槽，此時(shí)鉸刀的刃帶起支承作用。使用這把刀具的前提是，需要一臺專用機(jī)床，以操縱驅(qū)動(dòng)滑塊的拉桿。為了使這種組合刀具能在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床上使用，Komet公司推出了機(jī)電一體化的可調(diào)滑動(dòng)元件的刀具，在刀桿里面內(nèi)置一個(gè)可控的電機(jī)，驅(qū)動(dòng)刀具里的一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，這樣可由系統(tǒng)直接控制滑板的移動(dòng)。
從以上介紹的各種組合刀具可以看出，多數(shù)組合刀具是針對一個(gè)特定的應(yīng)用場合而開發(fā)的專用刀具，因此供貨時(shí)間長。如何才能縮短供貨時(shí)間，確保產(chǎn)品質(zhì)量，Komet公司在1996年實(shí)施了一個(gè)“容易專用化”項(xiàng)目，借助一個(gè)CAD/CAM系統(tǒng)，對每一個(gè)具體工件的組合刀具可根據(jù)圖紙的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬。至今，Komet公司組合刀具的30%銷售額是用這個(gè)方法開發(fā)的，供貨時(shí)間由平均8～10周下降到只需3周。
組合刀具的發(fā)展前景 目前越來越復(fù)雜的組合刀具結(jié)構(gòu)被用戶所認(rèn)可。為推動(dòng)組合刀具的發(fā)展和擴(kuò)大使用范圍，刀具制造商在開發(fā)這些刀具的同時(shí)，必須考慮到用戶可能遇到的種種問題，尋求解決辦法，采取種種措施，包括開發(fā)有一定柔性的可控的刀具、開發(fā)新的涂層技術(shù)、刀具材料和幾何形狀，為降低刀具成本，甚至可把刀具的生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移到制造成本低的地區(qū)去生產(chǎn)。
但是有柔性的組合刀具只有在不需改造機(jī)床或與控制系統(tǒng)能順利連接時(shí)才得以推廣；新的組合刀具將把與加工效率有關(guān)的每個(gè)因素，如基體材料、涂層材料、幾何形狀等因素，都應(yīng)針對具體的加工對象予以最佳化，形成綜合優(yōu)勢。與此同時(shí)，由于輔助時(shí)間的節(jié)省而提高了這些優(yōu)勢的利用程度，取得提高生產(chǎn)率的效果。這種把提高切削效率和減少輔助時(shí)間綜合應(yīng)用的趨勢，將推動(dòng)組合刀具更廣泛的應(yīng)用。
