驅(qū)動(dòng)式刀具技術(shù)已改變CNC車床加工本質(zhì)
驅(qū)動(dòng)式刀具已經(jīng)改變了在CNC車床上進(jìn)行的加工的本質(zhì)。借助多軸控制,這些車床能在一次裝夾循環(huán)中生產(chǎn)更多的零件。
采用旋轉(zhuǎn)刀具、更新的Y軸和B軸型式的加工,已將CNC車床的能力與性能擴(kuò)展到一個(gè)新的高度。當(dāng)基本的2軸車床仍占到英國(guó)銷售的機(jī)床一半以上時(shí),多軸車削中心已經(jīng)轉(zhuǎn)向到能在一次裝夾中生產(chǎn)出不同類型及復(fù)雜的零件上。
這些機(jī)床多采用固定床頭箱(車銑型),或滑動(dòng)床頭箱(十字交叉型)結(jié)構(gòu),在一次裝夾循環(huán)中可完成銑、鉆、攻絲和車削,給制造業(yè)帶來(lái)了重大效益。這兩種型式的車削中心理論上都適用于需要多道加工工序,同時(shí)對(duì)其一定部位間相對(duì)公差要求嚴(yán)格的復(fù)雜工件。這些車削中心的一次裝夾能力可縮短交貨周期,減少在制品的數(shù)量,提高精度,消除工件在廠內(nèi)的運(yùn)送(為完成一些二次加工)和促進(jìn)較小批量的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。它們也引導(dǎo)自走向自動(dòng)化,并能長(zhǎng)時(shí)間地?zé)o人看管運(yùn)行。
車削中心已經(jīng)成為真正的多功能機(jī)床,像加工中心,一些甚至使用了VMC(立式加工中心)的一些基本部件。NCMT公司供應(yīng)的Okuma(大隈)Mac Tarn 50,就是這類機(jī)床的一種,它的配置就像是一臺(tái)在工作臺(tái)上增加了一根車削主軸的立柱移動(dòng)式VMC一樣。零件可以用CNC5軸X,Y,Z,C和B(轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)軸)和驅(qū)動(dòng)式刀具聯(lián)合進(jìn)行加工。一臺(tái)安裝在位于Blackburn附近的BAE Systems Samksbury公司的單元是一臺(tái)定制的Mac Tarn 50,用于愎 雜機(jī)翼零件(材料為鑄鋼件)多道工序加工(如車、銑、鉆、鏜、車螺紋等)。
這臺(tái)以單元為基礎(chǔ)的車削中心,給BAE公司帶來(lái)許多好處,包括過(guò)程工序數(shù)減少71%;所需夾具節(jié)省82%;工序間零件的運(yùn)送量減少68%;加工循環(huán)時(shí)間從84h降低到19h。機(jī)翼零件加工的交貨周期縮短89%左右。
另一種機(jī)床是Yamazen(UK)生產(chǎn)的Tsugami TMA-8車一銑中心。它有7個(gè)移動(dòng)軸,包括:B(刀具主軸回轉(zhuǎn)),Y,C和E(第2主軸分度)以及一個(gè)30刀位ATC(自動(dòng)換刀裝置作為標(biāo)準(zhǔn)配置)。刀具主軸由一5.5kW,速度6000r/min的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。TMA-8能在一次和全自動(dòng)裝夾中完成車、銑、鉆、鏜和切齒。在英國(guó)銷售的第一種型號(hào),已被設(shè)在Henley附近的Roussant Sherwood公司證明對(duì)精密件分包商是極其成功的。為醫(yī)療部門(mén)和消防裝備生產(chǎn)用于呼吸器具中的一族復(fù)雜的閥體加工,該機(jī)床已使Roussant公司在不增加人力情況下將生產(chǎn)能力提高4倍,并能真正無(wú)人化地一天24小時(shí)運(yùn)行。這些35mm直徑的黃銅件的特點(diǎn),是有大量?jī)?nèi)部互連口和通道以及很多斜孔和特色要求。一次裝夾加工涵蓋了車、鏜、鉆、攻絲,螺紋切削和雕刻。循環(huán)時(shí)間15min,而且將近85%的加工是銑削。
Hitachi Seiki UK(日立精機(jī),英國(guó))公司也有一種屬于該系列頂級(jí)的車削和加工相復(fù)合的機(jī)床。該機(jī)床有一3軸回轉(zhuǎn)頭和7.5kW的驅(qū)動(dòng)式刀具,型號(hào)為Super Hicell250。而且,HiCell系列中的其他型號(hào)也因其一次裝夾完成加工而受人青睞。安裝在Reading城一家密封件制造商John Crene公司的一臺(tái)HiCell23多軸車削中心就是一個(gè)例子,它使該公司從使用一些單臺(tái)機(jī)床制造鍵筒密封件,轉(zhuǎn)換到只用一種型號(hào)機(jī)床,在一次裝夾中生產(chǎn)這種零件。
這臺(tái)HiCell能將各種工序(包括銑和鉆)聯(lián)合到一起,使該公司縮短交貨周期至少20%,縮短裝夾時(shí)間40%。事實(shí)上,這些都是一次裝夾完成加工的優(yōu)點(diǎn)。因此兩年過(guò)后,John Crene投資買(mǎi)了4臺(tái)HiCell機(jī)床,意在將一次裝夾加工鋪開(kāi)到其標(biāo)準(zhǔn)鍵筒密封的主要件上,這些多軸車床每天運(yùn)行24h,一周5天。
另外,安裝2臺(tái)Mazak CNC車削中心后,已保證了設(shè)在Axminster的木工機(jī)械與附件制造商,Styles&;Brown公司在國(guó)際市場(chǎng)上繼續(xù)保持其競(jìng)爭(zhēng)力。“AxminsterPower Tool Centre”(Axminster機(jī)動(dòng)工具中心)是一家更廣為人知的公司,現(xiàn)使用兩臺(tái)Mazak機(jī)床(一臺(tái)Quick Turn10M和一臺(tái)Super Quick Turn 250MSY)為其傳動(dòng)頂夾和卡盤(pán)生產(chǎn)一系列的零件。
一個(gè)卡盤(pán)體的加工突出地表現(xiàn)出從Mazak車床上取得的收益。一次裝夾后,便可對(duì)直徑100mm的卡盤(pán)件進(jìn)行端面加工、車、鏜、車一銑和在內(nèi)面上開(kāi)槽、鉆孔和攻絲加工。傳送到第2根主軸后,可以進(jìn)一步地進(jìn)行車削、橫向銑削、T形槽銑削和最后的倒角銑削。總加工時(shí)間15min,而所達(dá)到的表面光潔度和精度的水準(zhǔn),使現(xiàn)在不再需要精磨了。
增加滑動(dòng)頭的數(shù)目,CNC車床就要具有一次裝夾加工的能力,這些能力是以多軸加工、驅(qū)動(dòng)式刀具、副主軸以及橫向、垂直和端面加工滑板為基礎(chǔ)。而這些多功能機(jī)床對(duì)小零件、細(xì)長(zhǎng)零件卻都不適合。位于Livingston的Deans Engineering公司現(xiàn)在在一臺(tái)由NC Engineering公司提供的Citizen L32滑動(dòng)頭CNC車床上加工直徑32mm的黃銅連接器。
它原本計(jì)劃使用一臺(tái)固定頭車銑中心生產(chǎn)電信零件,但由于一次裝夾完成這些零件的加工需要許多刀具,超過(guò)了這種42mm機(jī)床的能力,于是該公司被勸說(shuō),這個(gè)活應(yīng)該在一臺(tái)雙主軸配置,有18把刀具(其中5把能驅(qū)動(dòng))的Citizen L32上加工。這臺(tái)機(jī)床有裝多個(gè)加工循環(huán)重疊的能力,使得循環(huán)時(shí)間實(shí)際上比在一臺(tái)車銑機(jī)床上花費(fèi)的要少30%。
鏡面光潔度
現(xiàn)代滑動(dòng)頭CNC車床全面的柔性與性能也被設(shè)在Reahill的Automatics Tooling公司的活動(dòng)突出地表現(xiàn)出來(lái)了。不管其復(fù)雜程度如何,所有直徑20mm以下,由于醫(yī)療部門(mén)和其他行業(yè)的車銑零件都在A &; S Precision提供的Star Micronics滑動(dòng)頭機(jī)床上以一次裝夾循環(huán)加工出來(lái)了。裝備了完全的C軸,Y軸,驅(qū)動(dòng)式刀具和一個(gè)對(duì)置的副主軸后,這些機(jī)床能給零件增加更多的價(jià)值,特別是對(duì)復(fù)雜的零件。綜合對(duì)這些CNC車床的好處時(shí),經(jīng)營(yíng)主管Guy Lord說(shuō):“我們對(duì)醫(yī)用鈦不銹鋼,甚至鈷鉻合金,都保持3μm的尺寸公差,這可以和世界上任何地方達(dá)到的最好精度相比較。同時(shí),我們直接從Star SV-20機(jī)床上獲得了無(wú)瑕疵的、鏡面光潔度級(jí)的表面。所以,不需手工拋光,我們就能經(jīng)常獲得我們所需要的高級(jí)裝飾性的外觀。”
最新開(kāi)發(fā)成果之一,該成果能與驅(qū)動(dòng)式刀具良好互補(bǔ),并能繼續(xù)擴(kuò)大多軸車床的作用是激光器。被Traub公司用到其TNC30車銑中心上的50W釔鋁石榴石激光器(裝在上刀具轉(zhuǎn)塔上),能用來(lái)進(jìn)行輪廓加工,鉆小孔,雕刻,焊接,已車削零件的分段熱處理,以及去毛刺等全都在一次裝夾中完成。
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