為了保持在飲料灌裝和包裝設備方面的市場領(lǐng)先地位,Krones股份公司一直致力于優(yōu)化生產(chǎn)程序和降低制造成本。為了保證刀具的質(zhì)量,20多年來,該企業(yè)一直接受Hoffmann集團的咨詢。
飲料灌裝和包裝機器上的控制凸輪是用非常難切削的預調(diào)質(zhì)工具鋼42CrMoS4制造的,上面必須銑出一個30×15mm的槽。Krones通過使用帶有特殊TiAIN涂層的VHM帶柄銑刀代替鑲有可轉(zhuǎn)位刀片的銑刀,可以使每個零件的加工時間縮短約100min。因此現(xiàn)在企業(yè)每班能夠生產(chǎn)6個控制凸輪,而之前在同樣的時間里卻只能生產(chǎn)2個。
Krones的目標是優(yōu)化控制凸輪的生產(chǎn)。它幾乎是Krones生產(chǎn)的每臺飲料灌裝和包裝機器上都必備的核心零件,因此需要大量生產(chǎn)。這個零件借助于一個滾珠軸承控制飲料灌裝和包裝機器上的機械程序,由一個盤形凸輪組成,上面銑出一個30×15mm、刀尖圓弧半徑1mm的槽。這個槽以后用于緊固一個螺栓型滾輪滾針軸承,因此需要它的表面質(zhì)量非常高。因為槽的表面均質(zhì)度越高,以后螺栓型滾輪滾針軸承運轉(zhuǎn)起來越平穩(wěn)。
總體說來,Krones生產(chǎn)的設備必須符合食品行業(yè)的前進步伐。這就是說,必須使用不銹的、耐化學侵蝕的金屬材料。Krones 生產(chǎn)控制凸輪使用預調(diào)質(zhì)工具鋼42CrMoS4 Extra。在加工之后還要進行滲氮處理。通過特殊的鉻和鉬合金使材料非常堅硬、不易變形,因此很難切削。這種特殊的合金會使切削刃產(chǎn)生嚴重磨損。正是由于這種材料的堅固性才經(jīng)常在機器上使用。并且在預調(diào)質(zhì)階段使用會很容易做滲氮處理。
對于刀具來說重要的是,要保證切削過程的可靠性、很高的耐用度并顯著縮短其加工時間。此外夾持工件不穩(wěn)定,還對切削提出了額外的要求。在使用Garant-VHM銑刀成功的經(jīng)驗以及Krones加工不銹鋼的事實基礎上,選擇DIN標準長度的 VHM帶柄銑刀——Blauring。銑刀的主要優(yōu)點一方面在于不銹鋼的加工,另一方面其加工高硬度工具鋼時具有很高的穩(wěn)定性。
這種高效銑刀在HPC切削領(lǐng)域里涂有一層特殊的TiAIN涂層。它能保證熱硬度、很高的抗氧化性能和較低的導熱性。刀具明顯的特點是它的形狀,4刃擁有一個不可比的齒分布和不對稱螺距。這就是說,螺旋線上升不是連續(xù)的,而是變化的。由此得出,刀刃的正切壓力角在進入材料時不斷變化。由此力不對稱地作用到工件上。結(jié)果是刀具得到很高的振動穩(wěn)定性,使運行很少振動,有利于機器。所有這一切都導致槽在銑削過程中有很高的精確度。
特殊幾何形狀利于平穩(wěn)運行
工件在機床加工中心Deckel DMC125和 DMC200上加工。過去為了優(yōu)化同心度,采用了一個收縮卡盤。Krones使用VHM帶柄銑刀40min就完成了復合加工程序。而此前為這道工序所用的鑲有可旋轉(zhuǎn)刀片的銑刀需要大約145min。為了把原來的加工時間縮短幾乎1/4,必須調(diào)動所要的參數(shù)。在銑槽的時候,機床 2500r/min,切削速度達到160m/min。走刀1000~1200mm/min,而每齒走刀0.1~0.2 mm。
通過Garant帶柄銑刀縮短的加工時間明顯地影響了工件的總體加工周期:用鑲有可旋轉(zhuǎn)刀片的銑刀每班大約加工2個控制凸輪,現(xiàn)在Krones使用VHM帶柄銑刀每班能夠生產(chǎn)6個。因為幾乎在每一臺飲料灌裝和包裝機器上都必需用這種控制凸輪,所以每個月需要很多這種控制凸輪。每個零件節(jié)約下來的大約100min對于總體來說影響非常大,這包括節(jié)省了裝調(diào)時間和刀具成本。因為刀具的耐用時間與以前所用的鑲有可旋轉(zhuǎn)刀片的銑刀相比幾乎延長了一倍,現(xiàn)在刀具的使用壽命達到了240min。此外還有一個優(yōu)點是切削深度約為以前的6倍。
Krones對刀具的期望實現(xiàn)了。鑒于非常緊的時間安排,效率提高200%多意味著制造程序明顯優(yōu)化了。企業(yè)在這些經(jīng)驗的基礎上把其他機器上使用的鑲有可旋轉(zhuǎn)刀片的銑刀用VH帶柄銑刀替換了下來。
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