車銑復(fù)合的高效加工
發(fā)布日期:2011-11-25 蘭生客服中心 瀏覽:2360
在市場經(jīng)濟的浪潮下,所有的企業(yè)都在追求效益,因此人們更多地把注意力集中在加工效率上,目前流行的高速加工被普遍認為是提高加工效率的有效手段之一;在眾多的展會上,人們可以看到各種各樣的高速加工設(shè)備,可謂是風光無限;高速加工帶給人們的最直觀的感受是主軸轉(zhuǎn)數(shù)和切削速度的提高,加工時間明顯縮短;但是從企業(yè)獲利的角度來看,高速加工并不適合所有的企業(yè);因為風光無限的外表下面,需要有一個龐大的開支來支撐。高速加工設(shè)備的投入不僅僅是設(shè)備本身,同時還包括機床維護和使用成本,這些都遠遠高于普通設(shè)備。最明顯的就是刀具、冷卻介質(zhì)等常規(guī)耗材的高成本;此外,機床的維修成本,意外損耗等,都會給他的擁有者帶來瞠目結(jié)舌的“意外驚喜”。這些原因致使很多高速加工設(shè)備最終都被當成了常規(guī)設(shè)備使用,失去了它應(yīng)有的價值和功能。實際上,高速加工只適用于產(chǎn)品附加值高、技術(shù)水平先進的少數(shù)企業(yè)。
其實在提高加工效率方面,高速加工只是手段之一;在上世紀末期高速加工設(shè)備所必需的直線電機、電主軸、刀具耐久性方面取得了一些技術(shù)上的突破,使得高速加工得以快速發(fā)展至今。其實我們還有一條路走,就是通過提高機床功率或增加刀具負載的方法,來提高材料去除率,我們稱之為“強力切削”;機床的功率提升不是大問題,機床結(jié)構(gòu)的剛性和刀具的耐久性是最大的瓶頸。但是我們在有限的條件下,通過機床結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化、合理的刀具選擇以及工藝方案的優(yōu)化,充分發(fā)揮機床的性能,也可以有效地提高加工的效率,是目前最經(jīng)濟有效的方法。
復(fù)合加工是加工方式發(fā)展的另外一個方向,最常見的是車銑復(fù)合加工、鏜銑加工,在理論上它可以節(jié)省很多的工藝準備時間和簡化工藝流程,是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段。但是此類設(shè)備價格相對較高。
以上的幾種加工方式都是為了提高加工效率,其實,提高加工效率不僅僅體現(xiàn)在設(shè)備應(yīng)用方面,在刀量具、工裝夾具的應(yīng)用方面,我們也可以找出提高效率的方法。在這些方法得以應(yīng)用的加工領(lǐng)域中,我們把他們統(tǒng)稱為“高效加工”
下面我們以車銑復(fù)合設(shè)備的應(yīng)用為例,探討一下如何充分發(fā)揮設(shè)備的效率。設(shè)備的效率能否得到充分的發(fā)揮,是企業(yè)能否獲利的決定性因素。這里我們從質(zhì)和量這兩個角度來看,一方面由于采用了有效的數(shù)控程序控制,使產(chǎn)品的一致性得到保障,將人為因素的影響降到最低,產(chǎn)品的精度可均勻分布在公差帶范圍內(nèi);另一方面,由于減化了工藝流程,避免了重復(fù)裝夾的誤差,從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。在大批量的產(chǎn)品加工中,此類設(shè)備的優(yōu)勢在于生產(chǎn)效率和穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量;在小批量的產(chǎn)品加工中,體現(xiàn)在設(shè)備的靈活性和超高的產(chǎn)品質(zhì)量。那么此類設(shè)備的應(yīng)用中,重點在于產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率。我們通過車銑復(fù)合加工中的一些實例來給大家一些直觀的感受。
這是一個典型的接頭類零件,內(nèi)外形都需要加工,而且批量非常大,如果在車銑復(fù)合設(shè)備上完成這個零件的加工,無論從效率還是質(zhì)量上都是最佳的選擇。選擇合理的加工方案和刀具再配一套自動進料機構(gòu),單件加工時間甚至可以用秒來計算,其生產(chǎn)效率在常規(guī)工藝安排上根本無法想象。
這是一種復(fù)合程度更高的設(shè)備,雙刀架的結(jié)構(gòu)設(shè)置,使得加工效率大大提高,那么如何有效地利用兩個刀架,使之相互配合,縮短加工時間,是這類設(shè)備在實際應(yīng)用中的主要課題之一。此外,上刀塔與C軸的聯(lián)動,也可以完成五座標聯(lián)動加工,這些都可以在CAM軟件中得以有效地解決。對于數(shù)百萬的設(shè)備投入,CAM軟件這個必備的工具往往被忽略。
雙主軸的設(shè)備可以實現(xiàn)零件的自動翻面加工,正反兩面的同軸度可由機床精度來保證,既減少了重復(fù)裝卡的準備時間,又可以保證零件的精度,尤其是批量生產(chǎn)的零件,零件的一致性可以得到很好的保證,加工誤差很容易控制在指定范圍內(nèi)。
通過上面的三個例子,我們可以看到,車銑復(fù)合設(shè)備可以有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量和加工的效率。但是,只有高效的設(shè)備,沒有有效的工具和手段來驅(qū)動它,也是枉然。這里有兩點感受,一是合理的刀具選擇和有效的刀具管理體系是高效加工的基礎(chǔ)保障,二是CAM平臺的支持是高效加工必不可少的條件。無論是在高速加工、強力切削還是復(fù)合加工中,刀具是我們永遠的重要議題。正確選擇和使用刀具是所有工作的前提,在其他因素因條件限制無法突破的時候,在刀具上做文章可以收到意想不到的效果。
例如:在最普通的車削加工中,在機床允許的最高轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi),如果要求保證表面質(zhì)量的前提下,我們沒有辦法通過提高進給速度來提高加工效率。但是有一種Wiper類型的刀片,其刀尖角由多段弧線組成,分別形成切削刃和修光刃,在保證表面質(zhì)量的條件下,可以提高進給速度,從而使生產(chǎn)效率成倍地提高。
選擇合理的刀具的同時,還要有完善的刀具管理體系,刀具的管理是保證產(chǎn)品品質(zhì)的重要環(huán)節(jié),車銑設(shè)備的自動化程度相對較高,如果不能保證設(shè)備使用正確的刀具,或刀具參數(shù)超出允許的誤差范圍,會造成一批零件的報廢,帶來驚人的損失。刀具的管理尤其是刀具壽命的管理對于自動化程度高的設(shè)備更為重要。建立一套完整的刀具管理和保障體系可以有效地保證產(chǎn)品質(zhì)量。
CAM軟件是一種工具,是一個催化劑;在數(shù)控加工領(lǐng)域中,CAM上的成本投入,可以很快地從增加的效益中收回。例如前面提到的Wiper刀具,因其刀尖角不是一個完整的圓弧,刀尖半徑的補償無法通過控制系統(tǒng)中的半徑補償功能實現(xiàn),那么Wiper類的刀具只能用于粗加工中。如果利用CAM軟件來實現(xiàn)這種刀尖補償,可以大大提高刀片的使用范圍。多主軸多刀架的設(shè)備,通過CAM軟件可以很有效地設(shè)置加工節(jié)拍,充分發(fā)揮雙刀架的加工效率。此外,對于多座標聯(lián)動的加工更是離不開CAM軟件的支持。
高效加工不僅僅是一種加工方式,更是一種理念,它涵蓋了設(shè)備、刀具、工藝流程優(yōu)化、CAM應(yīng)用等多個領(lǐng)域范疇;單純從一個角度出發(fā)考慮問題,往往會有山窮水盡的一刻,甚至得到事與愿違的結(jié)果。只有從實際出發(fā),結(jié)合企業(yè)的自身狀況,找出最有效的解決方案。
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