欧美成人精品一区二区男人小说,美媛馆国产精品一区二区,亚洲成人av一区二区,欧美momandson

經過多年對克服小工件深孔加工難題的探索，Whitney Tool工廠最終發現了一種解決方法，這種技術稱為“調制輔助加工”。

金屬加工行業有一個歷時彌久的難題：如何向工具鋼中鉆一個10xD深的小孔，而不讓碎屑堵塞孔道，或者造成切削工具斷裂。定期拔出鉆機，清理傳統加工產生的長碎屑條的派克循環是一種方法，但是這會使工藝時間加長，縮短工具使用壽命，因為它意味著在每次恢復打孔時，就需要重啟設備。此外，槽鉆也被設計用于解決此難題，但是成功率較低，因為要連續測量加工面上冷卻劑的使用，這些問題與碎屑的形成和清除有很大的關系。

理想方案是一種能夠一次性完成孔加工、以恒定的速率交付冷卻劑到鉆頭且切削碎屑尺寸一致、能夠穿過孔道、不會附著到其外壁上也不會附著在工具上的方法。一旦取得成功，還可能獲得可靠的重復良好的結果。

據Whitney Tool的總經理Bob O’Callaghan說：“‘調制輔助加工(MAM)’技術可以帶來這些好處，而且其好處不止于此。”此切削工具制造商為尋找此打孔難題的解決方案，花了10年時間，然后才發現并采用此工藝。“打孔零件在我們的產品目錄中，而且客戶也需要它，所以別無他法，我們不得不使用老式工具和方法繼續生產，然而失敗率將近50%。”他說，“正因為如此，在發現此技術時，我們有種如釋重負的感覺。”

圖1 Whitney Tool需要解決深孔加工產品目錄中受歡迎系列產品接長鉆中纖孔問題

打孔困境

Whitney Tool 是在20世紀70年代創立的，位于印第安納州，是一家自主品牌制造商。公司在創立后不久就決定制造自己的產品。一開始，公司的產品目錄只有4頁，到現在擴大到將近100頁，含有銑刀、擴孔、去毛刺工具、埋頭孔及錐形銑刀。除了這些庫存物品外，有40%以上的公司收入來自定制工具。Whitney Tool還制造螺孔鉆和接長鉆，包含一個迷你版本，長度為4 in(1in=0.0254m)，柄為1/8、3/16或1/4in，比打孔大100倍。這就產生了深孔加工的困境。在這種情況下的特殊難題在于在接長鉆的一體化夾頭中產生一個孔。緊固壓縮冠時，此結構牢固地將鉆機固定到位。公司關心寬度在0.0135~0.0280 in之間的打孔，并致力于鉆深度為3/16 in的孔，而不會使工具斷裂。現在，MAM技術使工廠能夠輕松達到該深度，在處理一些特殊訂單時，甚至可以貫入7/16 in的深度。

在描述使用MAM前Whitney Tool遇到的問題時，O’Callaghan先生提及了極高的淘汰率。加工中約有一半的接長件被放入廢料箱，因為在切削機中打孔失敗。引起斷裂的因素有很多，所有這些都與采用的傳統深孔加工方式有關。

因為加工迷你接長件需要的槽鉆太小，無法徹底冷卻，可以很容易想象，持續接觸相對干燥的表面會生成大量熱。此外，打孔產生的碎屑長且薄，從切削點盤旋向上，沿著槽鉆的長度上升到軸上。此外，加上通道中熱量和芯片形狀，導致它們定期累積并開始附著到工件的壁上，阻礙鉆機向前移動。Peck打孔常用于該等情況。有時候，這涉及循環期間，因為一旦出現問題，就要拔出鉆機、暫停作業、清理孔、添加冷卻劑，并使之進入工作空間，盡管冷卻劑分布可能不均勻。正如可以想象到的，這不僅耗時且可能損壞切削工具。O’Callaghan先生對這點的體會非常深，因為Whitney Tool曾嘗試過每種可能想到的補救方法。

“使用Peck打孔，我們實驗了不同打孔點研磨和槽鉆結構，而且我們投入了更多配備精確轉軸軸承的CNC車床，減少跳動和振動，采用更好的控制工藝。”他說，“但是，這些都不是我們想要的。”

投入的時間遠遠超出預期，在當時約十年時間看不到可行解決方案的情況下，Whitney Tool不再繼續投入大量精力，不再繼續浪費太多切削工具在失敗這么多次的打孔作業中。

圖2 在壓縮冠緊固后，打孔范圍變成0.0135 ~0.0280in，將鉆孔固定在接長鉆中

振蕩創新

大約是在同一時間，一家稱為M4 Sciences LLC的公司的專有調制輔助加工技術(銷售名稱為“TriboMAM”)在全球制造領域得到了一致好評。M4 Sciences是由Purdue 大學企業孵化器的首席執行官James Mann 和Brian Gootee、首席運營官和秘書創立的，位于印第安納州西拉法葉的普渡研究園中。

“我是Purdue的忠實支持者，并一直在研修其工程課程”，巴克說，“我曾是技術協助技術(TAP)顧問委員會的成員，該委員會幫助印第安納制造商解決了其遇到的加工問題，而我就是在這里聽說了叫做M4 Sciences的公司。我們在解決深孔加工問題上耗費了太多精力，所以在聽到有新技術時，我們非常興奮，決定一探究竟。”

從某種意義上講，TriboMAM系統使用受控進料速率調制(進料速率方向振蕩)，可以稱為建造中的一個Peck循環。除了定期拔出工具清孔，讓冷卻劑進入，中斷打孔循環外，將鉆機安裝在小圓柱TriboMAM 的ER夾頭上，插入機器工具模塊后，它每秒輸出數百個“Peck”。鉆機在進料方向振動，在“離散時間”中均勻地中斷正在切削形成可以輕松從孔中溢出的小片。這樣一來，就不需要涉及徹底拔出鉆機的傳統派克循環。MAM中的振動行動還使冷卻劑在每個振蕩循環期間，達到切削工具的尖端，減少產生的熱量，從而使工具留在工件中在，直到完成。

“測試非常成功”，奧克拉漢先生回憶說，“而且，我們很快就意識到，我們找到了解決方案。我們決定投資此技術后，問題就簡單了，安裝后培訓就可以了。在經歷了那么多頭疼的失敗后，我們啟動機床的迫切心情可想而知。”

圖3 TriboMAM小，可以輕松安裝到此Citizen L20 瑞士型CNC車床的刀夾中

安裝簡便

安裝沒有花多少時間。正如M4 Sciences 的銷售和營銷副總裁 Phil Fassnacht所說的那樣，TriboMAM硬件相當引人注目。MEC控制器接受公制和標準度量，通常放在加工工具頂部。

如果是更加復雜的工藝，可以將之集成到加工工具中。此外，可以編程，使之與加工工具主軸速率、進料速率、槽鉆數量及使用的鉆機直徑等匹配。

TriboMAM安裝在機床外殼內部，安裝方式與ER 夾頭擴展器相同，帶有可以采用不同方式鋪設的撓性電源電纜。返回到機床的振動很小——低于中斷切削的轉動，公司說，或使用電動工具進行銑削作業。無需專門的冷卻劑，且可以使用大量的或高壓通過工具系統。因為高壓可能損壞小鉆機，Whitney Tool選擇了一種冷卻液系統。整套TriboMAM系統的安裝在1h內完成，且控制器命令簡單直觀，能夠快速確定優化鉆機設置，且可以根據不同的打孔尺寸輕松調整。

當然，MAM系統還有其他好處。“從加工工藝自身看，TriboMAM提供控制碎屑形成和清除，改善了切削表面的軟化，降低了摩擦力，并減少了產生的熱量，”法斯納克特說，“因為打孔進料速率提高了2~5倍，附加循環時間縮短了。”

比較標準派克循環場景中使用的鉆頭上累積金屬的與無派克循環的TriboMAM 優化鉆機的放大圖像，就可以輕松看到有所改善。在加工250個零件后，傳統加工中使用的鉆機出現了材料累積和嚴重磨損的情況，而在加工相同數量的零件后，優化鉆機邊緣要干凈很多且磨損少很多。即便是在加工500個零件后，優化切削工具仍完好且無材料累積。

盡管Whitney Tool應用涉及高速鋼，還使用其他難以打孔的材料測試了TriboMAM，證明了加工效率，包含銅、鑄鐵(小石墨鑄鐵)、超級合金、不銹鋼和鈦，據Fassnacht先生所述。考慮到已經證實應用變量、材料表面及孔公差無變化，且與基線工藝相比，大部分都得到了改善。

這些因素組合，使工具使用壽命延長了10倍，破損和磨損更少了。而且，盡管循環次數減少了，能夠使用一個工具一次性成功完成作業是對之前加工的主要改善。此外，不需要專業工具，能夠使用硬質合金槍鉆、冷卻劑進料硬質合金麻花鉆及擰緊機或雙槽直柄鉆頭。

奧克拉漢先生說：“這些節約可以直接用于公司。任何時間提高商品的生產率，如切削工具，從長期看，將獲得更多利益。而且作為切削工具的制造商，我也這樣說。我們想要公司存續盡可能長的時間，與客戶存續時間一樣長。”

圖4 Bob O’Callaghan總經理說：“調制輔助切削終于解決了困擾公司多年的深孔鉆問題。”

培養好奇心

TriboMAM安裝在Whitney Tool的Citizen L20 瑞士型車床上已經一年多了，而且之前那么多年的挫折都與形狀良好的碎屑帶走熱量的失敗實驗有關。原來被視為是一個“質量問題”，奧克拉漢先生說：“此深孔加工難題的解決方案帶來的好處比預想的多。”

“公司已經運營45年多了，且我們的客戶已經開始使用我們生產的切削工具，”他說，“因為加工困難就從產品目錄上刪除某產品，并不像說的那么簡單。我們想繼續加工這些接長鉆，為客戶謀利益，盡管加工工藝讓我們很頭疼。現在，此零件的生產效率高，實現了流水化作業，而且更重要的是，我們的失敗率下降到10%以下。而這個數字是我們可以接受的。”

奧克拉漢先生說：“盡管聽起來很老套，自身難保的制造商無暇尋求新技術。很多加工方法都被‘嘗試過且適用’，而且理由很充分。”他說，此外公司已經識別了MAM技術的額外應用，如在9in(1in=0.0254m)的搭接延伸件的冷卻劑孔中打孔。“但是，還需要知道一些在不斷開發的新技術。這就需要保持一顆好奇心或參加貿易展覽，但是大部分情況下，人們都是不撞南墻不回頭，臨時抱佛腳。這正是我們之前做的，也為此付出了沉痛的代價。”