發展中的車削中心

   時間:2014-03-11 23:47:19
發展中的車削中心簡介
    驅動式刀具已經改變了在CNC車床上進行的加工的本質。藉助多軸控制,這些車床能在一次裝夾循環中生產更多的零件。   採用旋轉刀具、更新的Y軸和B軸型式的加……
發展中的車削中心正文
  驅動式刀具已經改變了在CNC車床上進行的加工的本質。藉助多軸控制,這些車床能在一次裝夾循環中生產更多的零件。

採用旋轉刀具、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軸車床仍佔到英國銷售的機床一半以上時,多軸車削中心已經轉向到能在一次裝夾中生產出不同類型及複雜的零件上。

這些機床多採用固定床頭箱(車銑型),或滑動床頭箱(十字交叉型)結構,在一次裝夾循環中可完成銑、鑽、攻絲和車削,給製造業帶來了重大效益。這兩種型式的車削中心理論上都適用於需要多道加工工序,同時對其一定部位間相對公差要求嚴格的複雜工件。這些車削中心的一次裝夾能力可縮短交貨周期,減少在制品的數量,提高精度,消除工件在廠內的運送(為完成一些二次加工)和促進較小批量的經濟生產。它們也引導自走向自動化,並能長時間地無人看管運行。

車削中心已經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公司供應的Okuma(大隈)Mac Tarn 50,就是這類機床的一種,它的配置就像是一台在工作台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(轉塔迴轉軸)和驅動式刀具聯合進行加工。一台安裝在位於Blackburn附近的BAE Systems Samksbury公司的單元是一台定製的Mac Tarn 50,用於愎雜機翼零件(材料為鑄鋼件)多道工序加工(如車、銑、鑽、鏜、車螺紋等)。

這台以單元為基礎的車削中心,給BAE公司帶來許多好處,包括過程工序數減少71%;所需夾具節省82%;工序間零件的運送量減少68%;加工循環時間從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)生產的Tsugami TMA-8車一銑中心。它有7個移動軸,包括:B(刀具主軸迴轉),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的電機驅動。TMA-8能在一次和全自動裝夾中完成車、銑、鑽、鏜和切齒。在英國銷售的第一種型號,已被設在Henley附近的Roussant Sherwood公司證明對精密件分包商是極其成功的。為醫療部門和消防裝備生產用於呼吸器具中的一族複雜的閥體加工,該機床已使Roussant公司在不增加人力情況下將生產能力提高4倍,並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、鑽、攻絲,螺紋切削和雕刻。循環時間15min,而且將近85%的加工是銑削。

Hitachi Seiki UK(日立精機,英國)公司也有一種屬於該系列頂級的車削和加工相複合的機床。該機床有一3軸迴轉頭和7.5kW的驅動式刀具,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城一家密封件製造商John Crene公司的一台HiCell23多軸車削中心就是一個例子,它使該公司從使用一些單台機床製造鍵筒密封件,轉換到只用一種型號機床,在一次裝夾中生產這種零件。

這台HiCell能將各種工序(包括銑和鑽)聯合到一起,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點。因此兩年過後,John Crene投資買了4台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台Mazak CNC車削中心后,已保證了設在Axminster的木工機械與附件製造商,Styles&Brown公司在國際市場上繼續保持其競爭力。「AxminsterPower Tool Centre」(Axminster機動工具中心)是一家更廣為人知的公司,現使用兩台Mazak機床(一台Quick Turn10M和一台Super Quick Turn 250MSY)為其傳動頂夾和卡盤生產一系列的零件。

一個卡盤體的加工突出地表現出從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、車一銑和在內面上開槽、鑽孔和攻絲加工。傳送到第2根主軸后,可以進一步地進行車削、橫向銑削、T形槽銑削和最後的倒角銑削。總加工時間15min,而所達到的表面光潔度和精度的水準,使現在不再需要精磨了。

增加滑動頭的數目,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、驅動式刀具、副主軸以及橫向、垂直和端面加工滑板為基礎。而這些多功能機床對小零件、細長零件卻都不適合。位於Livingston的Deans Engineering公司現在在一台由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。

它原本計劃使用一台固定頭車銑中心生產電信零件,但由於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,於是該公司被勸說,這個活應該在一台雙主軸配置,有18把刀具(其中5把能驅動)的Citizen L32上加工。這台機床有裝多個加工循環重疊的能力,使得循環時間實際上比在一台車銑機床上花費的要少30%。

鏡面光潔度

現代滑動頭CNC車床全面的柔性與性能也被設在Reahill的Automatics Tooling公司的活動突出地表現出來了。不管其複雜程度如何,所有直徑20mm以下,由於醫療部門和其他行業的車銑零件都在A& S Precision提供的Star Micronics滑動頭機床上以一次裝夾循環加工出來了。裝備了完全的C軸,Y軸,驅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,特別是對複雜的零件。綜合對這些CNC車床的好處時,經營主管Guy Lord說:「我們對醫用鈦不鏽鋼,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,我們就能經常獲得我們所需要的高級裝飾性的外觀。」

最新開發成果之一,該成果能與驅動式刀具良好互補,並能繼續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(裝在上刀具轉塔上),能用來進行輪廓加工,鑽小孔,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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