组合刀具在多种加工中的应用

    只有将多种加工合并在一道工序中，使辅助时间缩到最短，才有可能经济地批量生产工件。这可以凭借组合刀具实现。组合刀具可钻不同直径的孔，可以在旋转时铣端面、铣沉孔、倒棱、铰孔或者车削出螺纹。组合刀具特别适用于需要多把刀具系列加工的复杂工件。原来每次钻孔、倒棱或车削螺纹后，都要更换刀具，现在却可在一次装夹中全部完成。这就明显地减少了加工工件所需用的刀具数量和相应刀库所占用的空间。一把组合刀具可替代5～10把常规刀具。在加工复杂工件的情况下，由于缩短了节拍时间，故能使加工时间降低约70%,并由此节省了刀具的购置费用。然而，这种多功能刀具的优越性，远非仅限于简化了刀具管理和减少了购买刀具与库存的费用。因为所有切削都安排在彼此紧凑排列的刀具上，各刀片间的位置是准确确定的，由此而得到的高精度,降低了检验费用和简化了质量保证工作。 

    应用组合刀具，其加工精度依赖于刀具本身。这比完全依赖于机床获得精度能取得更好的效果。因此，这种刀具更适合加工特别精密的工件。虽然它的初衷是为大批和中批量加工而设计的，但出现在重复的小批量加工情况下，也显现出其优越性。 

    组合刀具的品种范围已从简单的分级钻孔延伸到带有各种切削材料的、应用于不同生产任务的、高度复杂的、由多个部分组成的刀具。所谓的多技术刀具，是能在一道工序中进行钻孔、倒棱、铣沉孔和铣螺纹，或者可进行硬切削和软切削，以及粗加工和精整加工。由于刀具有较高的精度，对于成品加工而言，它比用两种刀具加工所留的加工余量明显要小得多。其结果是：提高了工件表面质量和耐用度。 

    具有超精细结构(HFS)的模块，可以根据生产的需要进行组配。通过有3mm精度的HFS接口，可组合成由多段模块制成的刀具。精整加工的加工余量总计仅为百分之几毫米。模块化结构简化了刀具的再磨削。此种更换模块的刀具优越性在于，在变换工件的情况下，能简单、快速和高精度更换某一模块。必要时，甚至在机床工作时间内便可完成更换。 

    如今通用加工中心与组合刀具结合，可创造前几年只有专用机床上才能达到的生产率。3种技术革新冲破了高生产率机床加工方面的制约：具有高稳定性和极小径向振摆的主轴；精密的HSK刀柄以及适合于大功率切削的刀具材料和涂层装置。在最近十年中，这个领域的技术进步显著，技术的发展有效地提高了刀具的耐用度，组合刀具更具实际意义。 

    另外，由于切削材料和涂层技术有很大的发展潜力，刀具的应用能力将进一步提高。还有一个发展动力就是干式切削技术。虽然人们对这项技术早有研究，但要进入实际应用还有待进一步开发。最后，使用经过改善几何参数的硬质合金刀具、PKD刀具和CBN刀具，可实现微米级精度的加工，这将进一步扩展刀具的应用。 

    进一步的趋势是开发定向于平台的刀具。对于刀具生产，这就意味着要参照汽车制造业的做法：根据生产任务的变化，进行合理的组合或者变换切削及功能模块。其主要优点在于，可快速价廉地制造各种专用刀具。另一个发展趋势是按力学原理进行刀具的开发。目前已出现了可使刀具精调、并进行粗加工和精整加工操作的方案。 

    由于要为每个工作任务量体裁衣，所以通常组合刀具都要专门制作。但它们的价格并不会因此而比通用刀具昂贵，因为仅仅是更高的生产率就足以弥补制作所需额外的费用。当然需要根据实际情况确定生产批量多大时才值得采用组合刀具。有这种意向的是那些生产厂商，他们不仅需要提供刀具，而且还需要依据用户数据，制定完整的生产过程方案。