复合加工与降低滚齿成本
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工艺整合也并不一定总会大大缩短加工循环时间。在验证复合加工的可行性时,其主要作用是由生产时间及其重要性,以及企业所采用的特定物流方式所决定的。
齿轮制造商除了对各种滚齿工艺进行优化外,还在努力整合工艺流程,将不同的加工技术合并到一台复合加工机床上,其目的是缩短加工循环时间;同时还能通过减少装夹及调整次数而降低装夹成本;通过将多次装夹造成的累积误差最小化而提高工件的加工质量;此外,还能节省加工机床的占地空间和成本费用。
然而,将不同加工技术集成到一台机床上也并非总是一种明智的主意,在选择加工工艺时,还必须考虑企业自身的特定加工需求。
在一个加工案例中,目标是要找到一种能降低车削加工费用、装夹成本和提高生产率的电枢轴加工方法。制造商希望通过将车削加工和滚齿加工集成到一台专用滚齿机上来实现这一目标。

图 EMAG公司的VSC 400 DUO WF双轴复合加工机床可以完成车削、滚齿、钻削和铣削加工(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
尽管机床制造商正在设计一种可以对棒料进行滚齿加工,并能完成某些简单车削操作的机床,但客户面对的需求是具有日益增多的尺寸变量和复杂几何形状(如各种轮廓和滚花)的工件加工,这就需要增加车削加工的运动轴和刀具数量。这种新的要求很快就会导致将车削与滚齿这两种加工循环分离开来。与开发纵向车削和飞刀干式滚齿相比,在一台棒料滚齿机上附加多个车削运动轴的技术方案显得过于昂贵。
飞刀干式滚齿是作为整合工艺流程的一种“副产品”而开发出来的。飞刀干式滚齿可以代替无心磨削(也是一种成本效益较好的加工方法),取代加工成本较高的电枢轴中心磨削工序。飞刀干式滚齿还能消除对磨削后的电枢轴进行滚齿时需要使用减震中心架的固有劣势,而且其加工循环时间最短(几乎不存在空转时间)。
如果一个最终用户将加工时间平均分配到一台多轴加工机床的不同运动轴上,他可能就会开始认真思考是否应该采用一台集成了多种技术的复合加工机床。例如,当在一台两轴多功能机床上加工大齿轮时,工艺顺序为:车削第一个端面→车削第二个端面→滚齿→滚筒去毛刺。这种工序分配方式可确保主要的运动轴很少空转。一台车削/滚齿中心的优势只有在两个独立的加工主轴被均衡使用时才能充分发挥出来。
工艺整合并不总是一种经济可行的解决方案。在加工电枢轴的案例中,不可能实现采用复合加工机床的一个重要前提条件:合理地分配不同的加工工艺。在复合机床的滚齿加工单元,很难避免主轴不空转。由于最终用户分别采用单一工艺加工电枢轴时,可以实现很短的主轴空转时间,因此,与已高度自动化的单一工艺相比,复合加工已经变得过于昂贵。
工艺整合也并不一定总会大大缩短加工循环时间。在验证复合加工的可行性时,其主要作用是由生产时间及其重要性,以及企业所采用的特定物流方式所决定的。复合加工的益处和局限性孰大孰小,取决于特定的工件和特定的企业,这就要求必须对单一加工以及多功能加工或复合加工各自的优势和劣势进行仔细分析与综合权衡。
本文作者:张宪(编译)
原载:《工具展望》2009年第6期
上载于:2012-5-17 13:06:13

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