實(shí)現(xiàn)高速加工的方法有很多,其中節(jié)約裝卡時(shí)間就是其中一項(xiàng)随巴,但模具制造商Eifel公司發(fā)現(xiàn)鲜堆,采用3 +2加工中心,同樣可以加速其高速加工的應(yīng)用殖咨。
高速加工和3+2加工似乎是兩個(gè)不同的概念昌执,但在Eifel模具工程公司,這兩者被自然地結(jié)合在一起诈泼。對(duì)于這家加工車間來(lái)說(shuō)懂拾,這兩種加工中心的加工方法正在為達(dá)到同一個(gè)目標(biāo)而作出貢獻(xiàn)。
Eifel公司除了從事其他業(yè)務(wù)之外铐达,專門從事汽車方向盤元件模具的生產(chǎn)岖赋,汽車方向盤元件是一種容易引起爭(zhēng)辯和最引人注目的汽車元件,一般來(lái)說(shuō)瓮孙,它對(duì)復(fù)雜的審美細(xì)節(jié)和表面質(zhì)量有很高的要求唐断。在一個(gè)方向盤上,即使出現(xiàn)無(wú)害的瑕疵也會(huì)變成引人注目的缺陷杭抠。
Eifel公司采用高速加工技術(shù)已有很多年了栗涂。其快速的主軸速度可以讓該車間有效地使用直徑較小的刀具,可使這些刀具深入到細(xì)節(jié)加工區(qū)域祈争,進(jìn)行小步距的走刀加工斤程,以達(dá)到很高的表面質(zhì)量。
事實(shí)證明菩混,3+2將成為下一代的加工方法忿墅。通過對(duì)加工中心的投資,就能夠自由地按照復(fù)合旋轉(zhuǎn)軸范圍內(nèi)所需要的那樣棍潜,適應(yīng)對(duì)零件的加工恭吊,使該車間能夠更有效和更高效地使用高速加工。采用3 +2加工所節(jié)約的裝卡調(diào)試時(shí)間是相當(dāng)可觀的针如,但這些節(jié)約僅僅是開始而已〔峙校現(xiàn)在,Eifel公司可以經(jīng)常在高速加工中使用比以前更短的刀具艇泡。利用短刀具剛性較高的優(yōu)點(diǎn)蜘体,可以使該車間能夠以更高的速度銑削加工其H13鋼材或高硬度的P20鋼材。
而更有意義的是,通過使零件旋轉(zhuǎn)逮百,Eifel公司能夠更容易地對(duì)其進(jìn)行加工艾烫,而且沒有明顯的工藝混合跡象。這常常讓該車間能夠滿足最嚴(yán)格的表面質(zhì)量需求氯北,在加工完成以后拄讨,就很少需要采用鉗工的手工拋光作業(yè)。
節(jié)約時(shí)間
Eifel公司現(xiàn)有12名員工蹦漠。購(gòu)置一臺(tái)復(fù)雜的新型加工中心需要相當(dāng)大的一筆投資椭员。該車間選用的機(jī)床是一臺(tái)來(lái)自Hermle公司的5軸立式加工中心。承重能力大是該機(jī)床的一個(gè)突出特點(diǎn)笛园,Eifel公司總裁Richard Hecker先生說(shuō)拆撼。機(jī)床的工作臺(tái)(帶有旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)功能)可承受3000lb(1lb=0.45kg)的重量。至于其他的一些5軸或3+2機(jī)床喘沿,該車間認(rèn)為可以用于車削加工重量輕得多的零件闸度。
雖然這臺(tái)機(jī)床能夠進(jìn)行全面的5軸加工,但該車間幾乎將其專用于3+2形式的切削加工蚜印。也就是說(shuō)莺禁,其旋轉(zhuǎn)軸被用于零件的車削加工,而切削加工仍然只涉及到X窄赋、 Y和Z軸哟冬。該加工車間不久后有望開展全面的5軸多樣化加工,但到目前為止忆绰,3+2加工這項(xiàng)能力一直非常強(qiáng)大浩峡。對(duì)于模具制造而言,Hecker先生說(shuō)律馏,3 +2加工方式至少可以幫助獲得利潤(rùn)的95%村钧,這就是由一臺(tái)5軸加工中心所作出的貢獻(xiàn)。
事實(shí)上腥浪,在加工周期內(nèi)臊骂,以零件旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行加工,可節(jié)約大量的時(shí)間伸四。在不久以前云拔,一個(gè)方向盤模具中所有必要的凹槽的加工花費(fèi)了12h。而且至少需要8次調(diào)試裝卡淡班,才能達(dá)到所有這些技術(shù)特點(diǎn)的加工要求足曹。與此相反,在一臺(tái)5軸機(jī)床上運(yùn)行加工類似的模具杀佑,只需要花費(fèi)2h江刚,這是因?yàn)樗械陌疾劭稍谝粋€(gè)周期內(nèi)完成全部切削加工朋凰。
較短的刀具
然而,除了能夠節(jié)約調(diào)試裝卡時(shí)間之外增队,其另外一個(gè)受人歡迎的原因則來(lái)自于該機(jī)床高速加工的速度有了很大程度的提高扣墩。雖然哲银,它從一開始顯然是因?yàn)椴捎昧?軸加工方式扛吞,使其能夠使用較短的刀具,但并不一定清楚這將會(huì)對(duì)其起到何等重要的作用荆责。
對(duì)于加工車間而言滥比,高速加工的部分價(jià)值,從一開始就體現(xiàn)在其長(zhǎng)銑刀的實(shí)際使用方法上做院。要達(dá)到模具的深處加工盲泛,需要使用較長(zhǎng)刀具,否則就需要采用EDM放電加工键耕。由于撓曲度限制了這些細(xì)長(zhǎng)刀具的加工寺滚,因此無(wú)論如何只能采用快速的輕度切削和輕度銑削的加工方法,才能夠使車間卓有成效地使用這類刀具屈雄。
但現(xiàn)在村视,由于采用了3+2加工方法(以及由于該車間在這臺(tái)機(jī)床上采用了細(xì)長(zhǎng)的熱脹冷縮式刀柄),Eifel公司往往用很短的刀具就可以伸入到凹槽深處加工酒奶,而工件則在一個(gè)固定的角度上卡緊蚁孔。這意味著高速加工的“輕快切削”不再需要如此輕的切削加工了。現(xiàn)在纪孔,短刀具甚至可以延伸到以前采用任何刀具都從未達(dá)到過的區(qū)域進(jìn)行加工眠亿,而之前卻必須在這些區(qū)域內(nèi)增加一個(gè)模具的插入件。
因此现岗,3+2加工方法不但加速了加工進(jìn)度也控,而且還簡(jiǎn)化了加工工藝∪枵牵“已經(jīng)達(dá)到再也不需要使用長(zhǎng)刀具加工的境地育床,”Hecker先生說(shuō)。
決定生死的碰撞試驗(yàn)裝置
Eifel模具工程公司绒霹,生產(chǎn)經(jīng)理Gary Schulz先生為Hermle公司的加工中心做了許多編程工作松浆。
這一加工車間采用Delcam公司的PowerMILL作為其CAD/CAM軟件。采用PowerMILL軟件在5軸中編程擅啸,是一個(gè)直觀的可視化編程過程旧晴,Schulz先生說(shuō)。在屏幕上碎领,他可以讓零件的3D圖像圍繞其所要求的旋轉(zhuǎn)視圖而轉(zhuǎn)動(dòng)遮尚,從而顯示出從復(fù)合角到機(jī)床的某些特點(diǎn)誊涯。然后,由該軟件計(jì)算出這一復(fù)合角蒜撮,并且標(biāo)注出精確的旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)軌跡和相應(yīng)的刀具路徑暴构。機(jī)床的編程很簡(jiǎn)單,足以使Schulz先生對(duì)5軸機(jī)床及其他加工中心進(jìn)行編程和操作段磨。
他說(shuō)取逾,當(dāng)他為5軸數(shù)控機(jī)床編程時(shí),他喜歡采用兩種原理苹支。一種是經(jīng)濟(jì)地使用旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)原理砾隅。雖然并沒有對(duì)這樣的做法提出要求,但是他說(shuō)债蜜,大多數(shù)零件并不像其最初的復(fù)雜性所提出的建議那樣晴埂,要求所有的旋轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。他說(shuō)寻定,即使是一個(gè)10°的樞軸也可以非常強(qiáng)大儒洛。將旋轉(zhuǎn)軸的能力作為備用,使得它不像一些極端的旋轉(zhuǎn)軸那樣容易運(yùn)動(dòng)狼速,這可能會(huì)產(chǎn)生碰撞或干擾調(diào)試設(shè)置的某些方面琅锻。
另一個(gè)相關(guān)的原理是,充分利用軟件的碰撞試驗(yàn)裝置裁鸦。他說(shuō):“你的生死依賴于碰撞試驗(yàn)裝置象体。”因?yàn)? +2加工必須使其運(yùn)動(dòng)肮脱,但在機(jī)床運(yùn)動(dòng)之前這一切簡(jiǎn)直是難以想象的档改。該軟件預(yù)期干擾的能力是非常難得的,而且也是非骋谷可靠的谅囚,但Schulz先生首先必須輸入這臺(tái)機(jī)床上使用的所有相關(guān)刀具刀柄的幾何尺寸,才能使其具備這一能力淆捆。
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