驱动式刀具技术改变车床加工本质
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驱动式刀具已经改变了在CNC车床上进行的加工的本质。借助多轴控制,这些车床能在一次装夹循环中生产更多的零件。
采用旋转刀具、更新的Y轴和B轴型式的加工,已将CNC车床的能力与性能扩展到一个新的高度。当基本的2轴车床仍占到英国销售的机床一半以上时,多轴车削中心已经转向到能在一次装夹中生产出不同类型及复杂的零件上。
这些机床多采用固定床头箱(车铣型),或滑动床头箱(十字交叉型)结构,在一次装夹循环中可完成铣、钻、攻丝和车削,给制造业带来了重大效益。这两种型式的车削中心理论上都适用于需要多道加工工序,同时对其一定部位间相对公差要求严格的复杂工件。这些车削中心的一次装夹能力可缩短交货周期,减少在制品的数量,提高精度,消除工件在厂内的运送(为完成一些二次加工)和促进较小批量的经济生产。它们也引导自走向自动化,并能长时间地无人看管运行。
车削中心已经成为真正的多功能机床,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公司供应的Okuma(大隈)MacTarn50,就是这类机床的一种,它的配置就像是一台在工作台上增加了一根车削主轴的立柱移动式VMC一样。零件可以用CNC5轴X,Y,Z,C和B(转塔回转轴)和驱动式刀具联合进行加工。一台安装在位于Blackburn附近的BAESystemsSamksbury公司的单元是一台定制的MacTarn50,用于愎杂机翼零件(材料为铸钢件)多道工序加工(如车、铣、钻、镗、车螺纹等)。
这台以单元为基础的车削中心,给BAE公司带来许多好处,包括过程工序数减少71%;所需夹具节省82%;工序间零件的运送量减少68%;加工循环时间从84h降低到19h。机翼零件加工的交货周期缩短89%左右。
另一种机床是Yamazen(UK)生产的TsugamiTMA-8车一铣中心。它有7个移动轴,包括:B(刀具主轴回转),Y,C和E(第2主轴分度)以及一个30刀位ATC(自动换刀装置作为标准配置)。刀具主轴由一5.5kW,速度6000r/min的电机驱动。TMA-8能在一次和全自动装夹中完成车、铣、钻、镗和切齿。在英国销售的第一种型号,已被设在Henley附近的RoussantSherwood公司证明对精密件分包商是极其成功的。为医疗部门和消防装备生产用于呼吸器具中的一族复杂的阀体加工,该机床已使Roussant公司在不增加人力情况下将生产能力提高4倍,并能真正无人化地一天24小时运行。这些35mm直径的黄铜件的特点,是有大量内部互连口和通道以及很多斜孔和特色要求。一次装夹加工涵盖了车、镗、钻、攻丝,螺纹切削和雕刻。循环时间15min,而且将近85%的加工是铣削。
HitachiSeikiUK(日立精机,英国)公司也有一种属于该系列顶级的车削和加工相复合的机床。该机床有一3轴回转头和7.5kW的驱动式刀具,型号为SuperHicell250。而且,HiCell系列中的其他型号也因其一次装夹完成加工而受人青睐。安装在Reading城一家密封件制造商JohnCrene公司的一台HiCell23多轴车削中心就是一个例子,它使该公司从使用一些单台机床制造键筒密封件,转换到只用一种型号机床,在一次装夹中生产这种零件。
这台HiCell能将各种工序(包括铣和钻)联合到一起,使该公司缩短交货周期至少20%,缩短装夹时间40%。事实上,这些都是一次装夹完成加工的优点。因此两年过后,JohnCrene投资买了4台HiCell机床,意在将一次装夹加工铺开到其标准键筒密封的主要件上,这些多轴车床每天运行24h,一周5天。
另外,安装2台MazakCNC车削中心后,已保证了设在Axminster的木工机械与附件制造商,Styles&;Brown公司在国际市场上继续保持其竞争力。“AxminsterPowerToolCentre”(Axminster机动工具中心)是一家更广为人知的公司,现使用两台Mazak机床(一台QuickTurn10M和一台SuperQuickTurn250MSY)为其传动顶夹和卡盘生产一系列的零件。
一个卡盘体的加工突出地表现出从Mazak车床上取得的收益。一次装夹后,便可对直径100mm的卡盘件进行端面加工、车、镗、车一铣和在内面上开槽、钻孔和攻丝加工。传送到第2根主轴后,可以进一步地进行车削、横向铣削、T形槽铣削和最后的倒角铣削。总加工时间15min,而所达到的表面光洁度和精度的水准,使现在不再需要精磨了。
增加滑动头的数目,CNC车床就要具有一次装夹加工的能力,这些能力是以多轴加工、驱动式刀具、副主轴以及横向、垂直和端面加工滑板为基础。而这些多功能机床对小零件、细长零件却都不适合。位于Livingston的DeansEngineering公司现在在一台由NCEngineering公司提供的CitizenL32滑动头CNC车床上加工直径32mm的黄铜连接器。
它原本计划使用一台固定头车铣中心生产电信零件,但由于一次装夹完成这些零件的加工需要许多刀具,超过了这种42mm机床的能力,于是该公司被劝说,这个活应该在一台双主轴配置,有18把刀具(其中5把能驱动)的CitizenL32上加工。这台机床有装多个加工循环重叠的能力,使得循环时间实际上比在一台车铣机床上花费的要少30%。

镜面光洁度

现代滑动头CNC车床全面的柔性与性能也被设在Reahill的AutomaticsTooling公司的活动突出地表现出来了。不管其复杂程度如何,所有直径20mm以下,由于医疗部门和其他行业的车铣零件都在A&;SPrecision提供的StarMicronics滑动头机床上以一次装夹循环加工出来了。装备了完全的C轴,Y轴,驱动式刀具和一个对置的副主轴后,这些机床能给零件增加更多的价值,特别是对复杂的零件。综合对这些CNC车床的好处时,经营主管GuyLord说:“我们对医用钛不锈钢,甚至钴铬合金,都保持3μm的尺寸公差,这可以和世界上任何地方达到的最好精度相比较。同时,我们直接从StarSV-20机床上获得了无瑕疵的、镜面光洁度级的表面。所以,不需手工抛光,我们就能经常获得我们所需要的高级装饰性的外观。”
最新开发成果之一,该成果能与驱动式刀具良好互补,并能继续扩大多轴车床的作用是激光器。被Traub公司用到其TNC30车铣中心上的50W钇铝石榴石激光器(装在上刀具转塔上),能用来进行轮廓加工,钻小孔,雕刻,焊接,已车削零件的分段热处理,以及去毛刺等全都在一次装夹中完成。
原载:佳工机电网
上载于:2006-8-12 15:46:09

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