多軸切削策略開啟高效率加工優(yōu)勢(shì)
高柔性化是車銑中心機(jī)加工作業(yè)的特征缘屹。結(jié)合采用成熟的多軸設(shè)備方案透乾,可以極大提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。采用雙刀架和雙工作軸的集成型切削策略熔恢,可以實(shí)現(xiàn)任意的車削脐湾、鉆孔和銑削。
從經(jīng)濟(jì)的角度考慮叙淌,在CNC車銑加工中心上對(duì)工件進(jìn)行整體加工是最理想的隶秒。它可以省去在其他設(shè)備上的后續(xù)加工步驟,由此節(jié)省了加工時(shí)間并提高了生產(chǎn)效率摆咽,同時(shí)省去的還有附加的夾緊器械和裝置媒敲,以及換裝時(shí)間和費(fèi)用汇凌。此外,可以避免加工精度的損失和因?qū)υO(shè)備運(yùn)行和人員配備的計(jì)劃而支付的較高費(fèi)用透鹊。所有這些都是節(jié)約時(shí)間和提高質(zhì)量的催化劑蚪教。
總體來(lái)看,整體加工的好處有:
加工時(shí)間和周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短召期;
只需一臺(tái)設(shè)備的配備畅镐;
人員計(jì)劃簡(jiǎn)便;
節(jié)省夾緊器械和裝置编漆;
周轉(zhuǎn)時(shí)間短践桂;
次品率低;
品質(zhì)和表面質(zhì)量更高跌蛔。
裝備主軸和副軸级汹,以及至少配備2個(gè)刀架的CNC車銑加工中心,用于實(shí)現(xiàn)牢固的設(shè)備結(jié)構(gòu)是很重要的盒卸。此外授艰,穩(wěn)定的刀架還必須配備高精度的直聯(lián)式刀柄。
圖1 模塊化的Biglia B470YSM多軸車銑加工中心通過兩個(gè)極穩(wěn)定的刀架而見長(zhǎng)世落。刀架上可以安設(shè)特殊的驅(qū)動(dòng)刀具
目前淮腾,此類設(shè)備的一個(gè)例子便是Biglia B470YSM(見圖1)。這種設(shè)備是一種模塊化的多軸車銑加工中心(見圖2)屉佳,帶有2個(gè)工作軸和2個(gè)刀架(各設(shè)有12個(gè)刀具站)谷朝。每個(gè)位置都可以進(jìn)行雙重配備,由此共可以使用48把刀具武花。與VDI刀柄相比圆凰,加工精確的旋轉(zhuǎn)式和固定式刀柄可以極大地縮短換裝時(shí)間(見圖3)。旋轉(zhuǎn)的刀具通過極高的 47/70Nm力矩而見長(zhǎng)体箕,它可以切削最大為M16的鋼質(zhì)螺紋专钉。在銑削時(shí),車床可以達(dá)到最大為350cm3/min的切削效率累铅。
圖2 智能型刀架和刀具技術(shù)可以在主軸和對(duì)立軸上同時(shí)工作跃须,而不會(huì)發(fā)生干涉
圖3 帶有內(nèi)冷卻的同心度誤差小于5μm的高精度刀柄如同一臺(tái)小型的加工中心,可負(fù)責(zé)車削和鉆削加工
主要特點(diǎn):
設(shè)備的一個(gè)特點(diǎn)是副軸可以下降禽岭,因此在2個(gè)心軸加工之外诉抱,它還可以同時(shí)在不同的水平面上進(jìn)行加工。較長(zhǎng)的鉆具也可以在避免干涉的情況下投入使用艘励。下沉副軸的原理還有一個(gè)好處:Biglia B470YSM型設(shè)備的造型明顯要比普通多軸車床短而緊湊聂闺,這在加工車間空間較小的情況下具有很重要的意義。
為了達(dá)到對(duì)雙軸和雙刀架的設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)便的編程唆痪,采用了Fanuc GE的18i系列CNC控制系統(tǒng)咨捕,它擁有操作方便的Manual Guide i工廠編程軟件闰收。CNC提供兩個(gè)通道,兩個(gè)通道的程序通過M功能相互連接础川。
圖4 在加工錐形和圓形的復(fù)雜工件時(shí)淀税,多軸車銑加工中心可以發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)
多軸車銑加工中心的傳統(tǒng)使用范圍是外殼和其他復(fù)雜的錐形或圓形部件(見圖4),在Biglia B470YSM型設(shè)備上可對(duì)80mm直徑的棒材進(jìn)行加工肖婴。嵌入件的加工直徑可以達(dá)到210mm洞惕。在通常情況下,這種工件的前端面在主軸上加工略裹,工件再轉(zhuǎn)到副軸上并被切邊竟坛。在那里,工件接受背面加工钧舌,然后再由內(nèi)置的卸料系統(tǒng)把成品工件進(jìn)行卸載担汤,并放置到諸如輸送帶上。
加工實(shí)例
通過主軸與副軸之間的協(xié)調(diào)和同步的加工洼冻,可以在最大程度上有效地利用時(shí)間并縮短加工的時(shí)間崭歧。CNC車削加工中心整體加工的理想批量與Biglia的 Quattro系列一樣,均為50~1000件撞牢。具體在多少件數(shù)以上率碾,所優(yōu)化的流程可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間優(yōu)勢(shì),這要依據(jù)工件的復(fù)雜程度而定屋彪。對(duì)此沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模式所宰,而是需要區(qū)別對(duì)待。
舉一個(gè)實(shí)際例子說明畜挥,有一種材質(zhì)為42CrMoS4V的毛坯件需要加工為精致的法蘭仔粥,以前需要作為鋸切工件在不同設(shè)備和多道夾具上接受加工。先需要進(jìn)行鋸切蟹但、銑削和鉆孔及苍,然后再進(jìn)行車削和再次的銑削及鉆孔。全部加工時(shí)間為41 min蓉厕。而通過在Biglia B470YSM設(shè)備上的整體加工勾疏,時(shí)間縮短到了17 min,同時(shí)也提高了工藝安全性犬洽。
要求很高的高精度法蘭是一個(gè)工件加工實(shí)例凳福。其正面與背面的同心誤差不得超過0.02mm,這在整體加工過程中通過向?qū)α⑤S的角度同步的傳遞得到了簡(jiǎn)化纪萎;所要求的直角性和對(duì)稱性都達(dá)到了0.02mm。此外蘑劲,孔與面的匹配都合乎要求虹限。設(shè)備和刀具的穩(wěn)定性都需要符合這方面的要求檀巡,在加工過程中也不得換裝。
最佳的加工是在Biglia B470YSM雙軸和帶Y軸的雙刀架的車削中心上對(duì)65mm的棒材進(jìn)行的加工彭薪。工件可以在規(guī)定的公差范圍內(nèi)接受17min的加工宜恩,沒有任何毛刺。由于純加工時(shí)間和整個(gè)周轉(zhuǎn)時(shí)間得到縮短夜矗,所以設(shè)備的負(fù)荷程度可以達(dá)到很高泛范,在不到2年的時(shí)間內(nèi)即可收回投資。
適用于多軸車銑加工工件的來(lái)源很多紊撕,即那些需要精致機(jī)械加工和需要復(fù)雜部件的部門罢荡,例如外殼加工、儀器儀表制造和制藥等類似領(lǐng)域对扶。
影響最佳投資回收的一個(gè)重要因素是供應(yīng)廠商的服務(wù)区赵。為了在實(shí)際工作中盡快發(fā)揮出優(yōu)勢(shì),建議設(shè)備廠商對(duì)客戶員工進(jìn)行額外的培訓(xùn)和短期的生產(chǎn)引導(dǎo)浪南。在這段時(shí)間內(nèi)笼才,操作人員可以以一種訓(xùn)練的方式,熟悉新的工藝技術(shù)络凿。也需要考慮到這段時(shí)間過后對(duì)設(shè)備的保養(yǎng)問題骡送。
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