驅(qū)動式刀具技術(shù)已改變CNC車床加工本質(zhì)
驅(qū)動式刀具已經(jīng)改變了在CNC車床上進行的加工的本質(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展到一個新的高度。當基本的2軸車床仍占到英國銷售的機床一半以上時,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。
這些機床多采用固定床頭箱(車銑型),或滑動床頭箱(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,同時對其一定部位間相對公差要求嚴格的復(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)的運送(為完成一些二次加工)和促進較小批量的經(jīng)濟生產(chǎn)。它們也引導(dǎo)自走向自動化,并能長時間地?zé)o人看管運行。
車削中心已經(jīng)成為真正的多功能機床,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,就是這類機床的一種,它的配置就像是一臺在工作臺上增加了一根車削主軸的立柱移動式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)動式刀具聯(lián)合進行加工。一臺安裝在位于Blackburn附近的BAE Systems Samksbury公司的單元是一臺定制的Mac Tarn 50,用于愎 雜機翼零件(材料為鑄鋼件)多道工序加工(如車、銑、鉆、鏜、車螺紋等)。
這臺以單元為基礎(chǔ)的車削中心,給BAE公司帶來許多好處,包括過程工序數(shù)減少71%;所需夾具節(jié)省82%;工序間零件的運送量減少68%;加工循環(huán)時間從84h降低到19h。機翼零件加工的交貨周期縮短89%左右。
另一種機床是Yamazen(UK)生產(chǎn)的Tsugami TMA-8車一銑中心。它有7個移動軸,包括:B(刀具主軸回轉(zhuǎn)),Y,C和E(第2主軸分度)以及一個30刀位ATC(自動換刀裝置作為標準配置)。刀具主軸由一5.5kW,速度6000r/min的電機驅(qū)動。TMA-8能在一次和全自動裝夾中完成車、銑、鉆、鏜和切齒。在英國銷售的第一種型號,已被設(shè)在Henley附近的Roussant Sherwood公司證明對精密件分包商是極其成功的。為醫(yī)療部門和消防裝備生產(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,并能真正無人化地一天24小時運行。這些35mm直徑的黃銅件的特點,是有大量內(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)時間15min,而且將近85%的加工是銑削。
Hitachi Seiki UK(日立精機,英國)公司也有一種屬于該系列頂級的車削和加工相復(fù)合的機床。該機床有一3軸回轉(zhuǎn)頭和7.5kW的驅(qū)動式刀具,型號為Super Hicell250。而且,HiCell系列中的其他型號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HiCell23多軸車削中心就是一個例子,它使該公司從使用一些單臺機床制造鍵筒密封件,轉(zhuǎn)換到只用一種型號機床,在一次裝夾中生產(chǎn)這種零件。
這臺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%,縮短裝夾時間40%。事實上,這些都是一次裝夾完成加工的優(yōu)點。因此兩年過后,John Crene投資買了4臺HiCell機床,意在將一次裝夾加工鋪開到其標準鍵筒密封的主要件上,這些多軸車床每天運行24h,一周5天。
另外,安裝2臺Mazak CNC車削中心后,已保證了設(shè)在Axminster的木工機械與附件制造商,Styles&;Brown公司在國際市場上繼續(xù)保持其競爭力。“AxminsterPower Tool Centre”(Axminster機動工具中心)是一家更廣為人知的公司,現(xiàn)使用兩臺Mazak機床(一臺Quick Turn10M和一臺Super Quick Turn 250MSY)為其傳動頂夾和卡盤生產(chǎn)一系列的零件。
一個卡盤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,便可對直徑100mm的卡盤件進行端面加工、車、鏜、車一銑和在內(nèi)面上開槽、鉆孔和攻絲加工。傳送到第2根主軸后,可以進一步地進行車削、橫向銑削、T形槽銑削和最后的倒角銑削??偧庸r間15min,而所達到的表面光潔度和精度的水準,使現(xiàn)在不再需要精磨了。
增加滑動頭的數(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)。而這些多功能機床對小零件、細長零件卻都不適合。位于Livingston的Deans Engineering公司現(xiàn)在在一臺由NC Engineering公司提供的Citizen L32滑動頭CNC車床上加工直徑32mm的黃銅連接器。
它原本計劃使用一臺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,超過了這種42mm機床的能力,于是該公司被勸說,這個活應(yīng)該在一臺雙主軸配置,有18把刀具(其中5把能驅(qū)動)的Citizen L32上加工。這臺機床有裝多個加工循環(huán)重疊的能力,使得循環(huán)時間實際上比在一臺車銑機床上花費的要少30%。
鏡面光潔度
現(xiàn)代滑動頭CNC車床全面的柔性與性能也被設(shè)在Reahill的Automatics Tooling公司的活動突出地表現(xiàn)出來了。不管其復(fù)雜程度如何,所有直徑20mm以下,由于醫(yī)療部門和其他行業(yè)的車銑零件都在A &; S Precision提供的Star Micronics滑動頭機床上以一次裝夾循環(huán)加工出來了。裝備了完全的C軸,Y軸,驅(qū)動式刀具和一個對置的副主軸后,這些機床能給零件增加更多的價值,特別是對復(fù)雜的零件。綜合對這些CNC車床的好處時,經(jīng)營主管Guy Lord說:“我們對醫(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到的最好精度相比較。同時,我們直接從Star SV-20機床上獲得了無瑕疵的、鏡面光潔度級的表面。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裝飾性的外觀。”
最新開發(fā)成果之一,該成果能與驅(qū)動式刀具良好互補,并能繼續(xù)擴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),能用來進行輪廓加工,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。