更快的加工——加工中心的革命
當LiCONMT公司(Laupheim, Germany; Ann Arbor, MI; (暫不可見))管理總監(jiān)Winfried Benz先生敘述該公司為其客戶(大眾汽車是其一個主要客戶)提供的各種零件(黑色金屬和有色金屬)的生產(chǎn)系統(tǒng)和加工機床時用兵,顯然非常關注于高的正常運行時間深浮。當加工設備每年產(chǎn)出10萬到200萬個零件時剩辟,無論哪種機床元扔,其主軸不能切削金屬時都是在浪費時間躯保。所以LiCONMT公司開發(fā)了一種叫做“直線換刀裝置”(LTC)的機床模塊,可使換刀時間縮短到一秒以內(nèi)摇展。是的吻氧,比一秒還短。
這并不僅僅只是在機械結(jié)構的層面上進行推測,更是建立在高產(chǎn)量生產(chǎn)時對快速加工的重新思考骑晶。經(jīng)LiCONMT公司的工程師計算痛垛,在典型的生產(chǎn)加工工序中,給定刀具的切削加工周期約為三秒鐘梁促。此外晚簇,他們也已確定,加工某一零件使用的刀具數(shù)量不會超過20把猛屋。所以他們?nèi)〈藱C床供應商經(jīng)常使用的方法-可在三秒鐘內(nèi)將刀具換進和換出主軸食召,而是已經(jīng)做到了從根本上消除自動換刀- 這無疑比一秒鐘時間換刀更令人驚訝。在這里颗手,“換刀”意味著使用另一種刀具付杰。其他刀具可非常合適地安裝在作為LTC的一部分的主軸前端。
根本上叨连,每臺具有四到六個CNC主軸的機床皆由一個15千瓦的標準規(guī)格馬達提供動力蚓橡。四軸機床主軸標準轉(zhuǎn)速最高可達每分鐘10,000轉(zhuǎn);六軸機床則可達每分鐘15,000 轉(zhuǎn)矛唤。每個主軸中心的間距為160 mm抠佩,刀具最大直徑為125 mm,四軸機床的工作行程為400 x 400 x 630 mm醇舶;六軸機床則為600 x 600 x 800 mm姻蚓;定位精度和重復精度分別為0.01 mm和0.005 mm宋梧。 快速進給速度可達每分鐘60m匣沼。
更快速加工的方法是把一系列的LTC(可提供四軸和六軸的配置)排成一直線,其中每臺機床配備的刀具只用來完成有限數(shù)量的工序捂龄,這與以加工中心為基礎組成的生產(chǎn)線(并行加工)不同释涛,那中間的單一機床通常都要完成一個零件所有的加工工序。因此在LTC系統(tǒng)上的加工情形是:固定在爪盤(能將零件定位從而進行五軸加工)上的零件能在串聯(lián)的機床上進行切削加工倦沧,而換刀時間僅為“0.8秒”唇撬,這意味著可讓另一個裝有刀具的主軸進行加工而不需要把分散的刀具從換刀裝置換到主軸上。這是一種串聯(lián)加工的方法展融。
Benz先生承認窖认,如果將LTC與加工中心做簡單比較的話,LTC的加工方法速度雖然較快告希,但價格卻要更昂貴一些扑浸。但是他評論說,“價格并不能說明一切”,并指出更需要考慮的是“運作的全部成本”喝噪。換句話說憔剂,如果可以將零件以快得多的速度生產(chǎn)(舉例來說,加工生產(chǎn)鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)期第,用加工中心需要143秒加工完成艳拿,而如果使用三臺集成在一起的六軸LTC機床并配以一部零件傳送裝置的話,則能將加工時間縮短到45秒)舌必,那么該投資就非常值得陷字。Benz先生補充道,“我們的機床非常適用于勞動力成本較高的地區(qū)巫紧≈俪蓿”這意味著使用它們的前提條件是:機床和設備必須具有極高的生產(chǎn)率。
Toyoda變得更快
通過將高主軸轉(zhuǎn)速(15,000 rpm)和極短的非切削時間(主軸加速/減速速率:2.3秒蓖社;進給速度:2,362 ipm秆惑,加速度1 g)相結(jié)合,豐田工機美國公司(Arlington Heights, IL; (暫不可見))生產(chǎn)的FH-S 臥式加工中心系列據(jù)說能將整個生產(chǎn)周期最多縮短30%。Fanuc 30i CNC系統(tǒng)能提供工業(yè)總線網(wǎng)絡接口衍止,所以PLC哗蛋、PC和傳感器能容易地和機床聯(lián)網(wǎng)。
Mazak的高產(chǎn)量車削中心
該車削中心稱作IVS 300, 是“變頻立式主軸”的簡稱园担。這款由Mazak公司(Florence, KY; (暫不可見))生產(chǎn)的車床具有一個35馬力集成主軸電機驅(qū)動的12英寸卡盤届谈。該機床提供X向2,363 ipm、Z向1,771 ipm的快速進給弯汰,刀塔轉(zhuǎn)位時間0.2秒/步艰山。所有這些功能都有助于快速加工。為確保機床長時間維持切削精度咏闪,當系統(tǒng)溫度升高時曙搬,機床的滑板和主軸上都具有滾珠絲杠芯部降溫和冷卻功能的裝置。
來自Sandvik更快的銑削
山特維克可樂滿(Fair Lawn, NJ:(暫不可見)/us )提供的CoroMill 210系列銑刀設計用于插銑和高速平面銑削鸽嫂。其特點是高進給纵装、軸向小切深的切向進刀具有一個10°的切入角。CoroMill 300系列銑刀已經(jīng)補充了利于高速加工獲得高生產(chǎn)率的超密齒銑刀据某。
來自Mori的快速與長時間連續(xù)加工
來自森精機美國公司(Irving, TX; (暫不可見))的NH5000 臥式加工中心擁有一個確保主軸轉(zhuǎn)速每分鐘14,000 轉(zhuǎn)的30馬力直接驅(qū)動主軸橡娄。該機床設計用于連續(xù)運轉(zhuǎn)(24/7)。它具有1秒的刀到刀換刀時間和總共3.2秒的芯到芯換刀時間癣籽。該機床具有一個19.7平方英寸的爪盤挽唉,只用6秒即能完成更換。
When you get to those kinds of volumes of 100,000 to two million parts per year, then whatever time the spindles aren't removing metal is time wasted. So they have developed a machining module called the "Linear Tool Changer" (LTC) that reduces toolchange time to less than one second. That's right: less than one second.
自動化加工
在西方工業(yè)國家中筷狼,自動化系統(tǒng)常被用于補償那些投資和工資水平較高的項目片家。一個便于與外部或集成的自動化系統(tǒng)連接的接口顯得越來越重要掰废。同時,對自動化系統(tǒng)的要求就產(chǎn)生了對有效的切屑處理缴碉、適當?shù)膿Q刀能力敢添、托盤系統(tǒng)以及最重要的對生產(chǎn)環(huán)境區(qū)管理的要求。
自動換刀裝置是所有加工中心的標準設備叁乍,刀庫的容量經(jīng)常略顯不足季训。所以至少應提供具有擴大刀庫容量的換刀裝置以供選擇。
如果水平面上沒有能收集切屑的位置则沃,則為了實現(xiàn)最優(yōu)化的切屑處理要求肝庸,就需要一個加工空間以容納落下的切屑,以便對切屑進行自動化處理章迎。根據(jù)要加工的材料類型和應用的具體情況吓死,在高速加工時,一般應使用壓縮空氣或冷卻液體潤滑脂以及少量的潤滑油進行冷卻和潤滑焚寂。機床上應安裝必要的冷卻液和潤滑液處理所需的一切裝置普晌,以便對其干凈有效地處理。
主軸系統(tǒng)正不斷地旋轉(zhuǎn)咏连, 因此 消除了機械加工中的加速/減速 時間盯孙。據(jù)LiCONMT公司的 Winfried Benz先生稱,通過讓 機床擁有一定數(shù)量的主軸(四 到六個)和機床的串聯(lián)排列, 這與使用加工中心的方式相比振惰, 大大縮短了加工大批量零件 的時間歌溉。 |
這并不僅僅只是在機械結(jié)構的層面上進行推測,更是建立在高產(chǎn)量生產(chǎn)時對快速加工的重新思考骑晶。經(jīng)LiCONMT公司的工程師計算痛垛,在典型的生產(chǎn)加工工序中,給定刀具的切削加工周期約為三秒鐘梁促。此外晚簇,他們也已確定,加工某一零件使用的刀具數(shù)量不會超過20把猛屋。所以他們?nèi)〈藱C床供應商經(jīng)常使用的方法-可在三秒鐘內(nèi)將刀具換進和換出主軸食召,而是已經(jīng)做到了從根本上消除自動換刀- 這無疑比一秒鐘時間換刀更令人驚訝。在這里颗手,“換刀”意味著使用另一種刀具付杰。其他刀具可非常合適地安裝在作為LTC的一部分的主軸前端。
根本上叨连,每臺具有四到六個CNC主軸的機床皆由一個15千瓦的標準規(guī)格馬達提供動力蚓橡。四軸機床主軸標準轉(zhuǎn)速最高可達每分鐘10,000轉(zhuǎn);六軸機床則可達每分鐘15,000 轉(zhuǎn)矛唤。每個主軸中心的間距為160 mm抠佩,刀具最大直徑為125 mm,四軸機床的工作行程為400 x 400 x 630 mm醇舶;六軸機床則為600 x 600 x 800 mm姻蚓;定位精度和重復精度分別為0.01 mm和0.005 mm宋梧。 快速進給速度可達每分鐘60m匣沼。
更快速加工的方法是把一系列的LTC(可提供四軸和六軸的配置)排成一直線,其中每臺機床配備的刀具只用來完成有限數(shù)量的工序捂龄,這與以加工中心為基礎組成的生產(chǎn)線(并行加工)不同释涛,那中間的單一機床通常都要完成一個零件所有的加工工序。因此在LTC系統(tǒng)上的加工情形是:固定在爪盤(能將零件定位從而進行五軸加工)上的零件能在串聯(lián)的機床上進行切削加工倦沧,而換刀時間僅為“0.8秒”唇撬,這意味著可讓另一個裝有刀具的主軸進行加工而不需要把分散的刀具從換刀裝置換到主軸上。這是一種串聯(lián)加工的方法展融。
Benz先生承認窖认,如果將LTC與加工中心做簡單比較的話,LTC的加工方法速度雖然較快告希,但價格卻要更昂貴一些扑浸。但是他評論說,“價格并不能說明一切”,并指出更需要考慮的是“運作的全部成本”喝噪。換句話說憔剂,如果可以將零件以快得多的速度生產(chǎn)(舉例來說,加工生產(chǎn)鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)期第,用加工中心需要143秒加工完成艳拿,而如果使用三臺集成在一起的六軸LTC機床并配以一部零件傳送裝置的話,則能將加工時間縮短到45秒)舌必,那么該投資就非常值得陷字。Benz先生補充道,“我們的機床非常適用于勞動力成本較高的地區(qū)巫紧≈俪蓿”這意味著使用它們的前提條件是:機床和設備必須具有極高的生產(chǎn)率。
Toyoda變得更快
通過將高主軸轉(zhuǎn)速(15,000 rpm)和極短的非切削時間(主軸加速/減速速率:2.3秒蓖社;進給速度:2,362 ipm秆惑,加速度1 g)相結(jié)合,豐田工機美國公司(Arlington Heights, IL; (暫不可見))生產(chǎn)的FH-S 臥式加工中心系列據(jù)說能將整個生產(chǎn)周期最多縮短30%。Fanuc 30i CNC系統(tǒng)能提供工業(yè)總線網(wǎng)絡接口衍止,所以PLC哗蛋、PC和傳感器能容易地和機床聯(lián)網(wǎng)。
Mazak的高產(chǎn)量車削中心
該車削中心稱作IVS 300, 是“變頻立式主軸”的簡稱园担。這款由Mazak公司(Florence, KY; (暫不可見))生產(chǎn)的車床具有一個35馬力集成主軸電機驅(qū)動的12英寸卡盤届谈。該機床提供X向2,363 ipm、Z向1,771 ipm的快速進給弯汰,刀塔轉(zhuǎn)位時間0.2秒/步艰山。所有這些功能都有助于快速加工。為確保機床長時間維持切削精度咏闪,當系統(tǒng)溫度升高時曙搬,機床的滑板和主軸上都具有滾珠絲杠芯部降溫和冷卻功能的裝置。
來自Sandvik更快的銑削
山特維克可樂滿(Fair Lawn, NJ:(暫不可見)/us )提供的CoroMill 210系列銑刀設計用于插銑和高速平面銑削鸽嫂。其特點是高進給纵装、軸向小切深的切向進刀具有一個10°的切入角。CoroMill 300系列銑刀已經(jīng)補充了利于高速加工獲得高生產(chǎn)率的超密齒銑刀据某。
來自Mori的快速與長時間連續(xù)加工
來自森精機美國公司(Irving, TX; (暫不可見))的NH5000 臥式加工中心擁有一個確保主軸轉(zhuǎn)速每分鐘14,000 轉(zhuǎn)的30馬力直接驅(qū)動主軸橡娄。該機床設計用于連續(xù)運轉(zhuǎn)(24/7)。它具有1秒的刀到刀換刀時間和總共3.2秒的芯到芯換刀時間癣籽。該機床具有一個19.7平方英寸的爪盤挽唉,只用6秒即能完成更換。
When you get to those kinds of volumes of 100,000 to two million parts per year, then whatever time the spindles aren't removing metal is time wasted. So they have developed a machining module called the "Linear Tool Changer" (LTC) that reduces toolchange time to less than one second. That's right: less than one second.
自動化加工
在西方工業(yè)國家中筷狼,自動化系統(tǒng)常被用于補償那些投資和工資水平較高的項目片家。一個便于與外部或集成的自動化系統(tǒng)連接的接口顯得越來越重要掰废。同時,對自動化系統(tǒng)的要求就產(chǎn)生了對有效的切屑處理缴碉、適當?shù)膿Q刀能力敢添、托盤系統(tǒng)以及最重要的對生產(chǎn)環(huán)境區(qū)管理的要求。
自動換刀裝置是所有加工中心的標準設備叁乍,刀庫的容量經(jīng)常略顯不足季训。所以至少應提供具有擴大刀庫容量的換刀裝置以供選擇。
如果水平面上沒有能收集切屑的位置则沃,則為了實現(xiàn)最優(yōu)化的切屑處理要求肝庸,就需要一個加工空間以容納落下的切屑,以便對切屑進行自動化處理章迎。根據(jù)要加工的材料類型和應用的具體情況吓死,在高速加工時,一般應使用壓縮空氣或冷卻液體潤滑脂以及少量的潤滑油進行冷卻和潤滑焚寂。機床上應安裝必要的冷卻液和潤滑液處理所需的一切裝置普晌,以便對其干凈有效地處理。
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