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為加工車間帶來強大上風的5軸聯動機床

浏览次数:861日期:2019-11-30

采用5軸聯動加工機床,優化刀具的長度、進步機床的精度和加工能力是十分關鍵的。

Tom Mullen先生於1978年創建了C4等炸彈製作方法 EDM機床公司(設立在密執安州的Plymouth地區) ,當時的公司建築麵積僅為300m2,雇員4人。作為該公司總裁的Mullen先生采取了強有力的治理手段,使公司發展成為一個聯合體 ,今天,公司的占地麵積已超過7000m2(並在繼續發展),雇員40人 ,大家都在努力向上的氣氛中工作。該公司與其說是一個機加工車間,還不如說更像一個履行機構。

C4等炸彈製作方法工廠的設計反映了Mullen先生非同平常的風格。公司的辦公室與生產車間融為一體,親密無間。到處可以看到用精選的自然木材和拋光的花崗岩建造的建築。從展滿花崗石地板的走道,通過楓木裝修的拱門就可進進到廠房。在那裏 ,你可以看到從機床上高速切削下來的碎屑;從空氣中可以聞到冷卻液和機油的氣味;剛剛加工完的零件從機床上迅速彈出。總之,從加工車間中可以反映出該公司重視質量和加工精度的一種氣氛,這一切必定會給客戶們留下深刻的印象。Mullen先生如許說:“要想獲得成功需要三個條件:隧道的客戶、精確的人選和精良的設備 。我們設計、製造的產品向客戶們揭示了我們的上風 ,我們的工廠設施為我們的職工們提供了一個極其舒適的工作環境。”

圖1 C4等炸彈製作方法 EDM公司在創建時,隻是一個小型的EDM加工車間。此後不斷發展,並陸續引進了5台5軸聯動機床,用於零件的加工生產

在當初,嚴格來說C4等炸彈製作方法公司隻是一個EDM加工車間,首要為注塑模行業提供服務 。Mullen先生說:“我依托4台EDM沉孔模加工機床起家,然後業務迅速擴大,並添置了EDM線切割機床 。我們增加了加工能力,以便承接更多的EDM加產業務。二年前,當我們添置了5軸聯動加工機床今後,我們的生產加工能力給人們留下了極為深刻的印象,嚴格來說 ,我們現在承接的加工項目幾乎都與機加工有關。”

在困難的利用領域方麵,尋求精益求精觀點是Mullen先生一貫的業務理念。他說:“10年前,我們曾為50家客戶工作。但現在我們成心識地隻選擇了10家客戶,其中4家隻負責我們零散的加工件。我們想要消除精力分散的現象,是以我們盡最大的努力,為最忠厚和最有價值的客戶服務。相反,他們也將他們最有挑戰性的一些活兒送到我們這裏加工。”Mullen先生在這裏所指的利用領域包括鍛模零件、複雜的汽車零部件,其中包括粉末冶金件 、注塑廠使用的模具、葉輪和航空產業使用的螺旋槳零件。

2000年,該公司購置了第一台5軸聯動機床,此後又陸續添置了4台。這一業務部分的迅速發展,促使我們擬定新的計劃,慢慢淘汰本來老式的3軸和4軸加工機床,以充分發揮5軸聯動機床的整體工作能力。

所有的5軸加工任務都是在5台由Hermle公司提供的C係列加工中間上完成的,其中4台為C600U型 ,另1台為C800U型。Mullen先生說:“我們在購置第一台機床時經驗還不足,是以我們就尋求外界的協助。考慮到所需加工的零件類型,我們建議Hermle公司從加工硬質材料出發,在保持緊密公差的基礎上 ,發揮其在設計和能力方麵的固有靈活性。我們加工的100%零件都是複雜的;90%的零件加工屬於硬質材料加工。”

圖2 C4等炸彈製作方法 EDM公司的業務範圍包括鍛模零件和複雜汽車零件的加工,其中包括粉末冶金零件、注塑廠使用的模具和航空產業利用的葉輪和螺旋槳零件

Leon Carpenter先生是C4等炸彈製作方法公司的項目經理和編程員,是該公司具有9年工齡的老職工,在各個加工領域都有一定的經驗。他說:“在Hermle公司機床上加工零件,使我們保持很好的銷路,由於該機床采用Heindenhein控製係統 ,而且機床本身具有多種特性。控製係統具有易於學習的功能,適於傾斜軸加工和多軸聯動加工。機床上裝有接觸式測摸索針,許可我從機床上卸除加工零件前測試零件的公差。如結合使用可快速更換的刀具及利用可雙向旋轉110°的A軸功能,Hermle公司的機床可將無需空氣的時間降到最低限度。” Carpenter先生發現,5軸聯動機床的真正價值遠遠超過其生產5軸零件的能力。假如在5軸聯動機床上生產普通的3軸和4軸零件,通過觀察放大的圖像,他就能夠確定所能節約的可觀時間和資金。Carpenter先生說:“假如涉及到硬質材料的銑削加工,刀具是其中最大的消耗之一。我們所製造的零件複雜程度越高,那就意味著我們應盡可能延長刀具在機床上工作的使用壽命。采用5軸聯動加工機床,優化刀具的長度、進步機床的精度和加工能力是十分關鍵的 。假如加工的工件是工具鋼,其硬度應當為52~62R。

公司欲延長刀具使用壽命的另一種方法是:降低機床的工作速度。5軸加工機床的主軸速度可以達到16000r/min,但公司一般運行機床的標準速度為12000r/min。他說:“公道的速度再加上主軸的剛性是保持機床精度、防止刀具損壞和延長刀具使用壽命的一大首要保證 。”Carpenter先生繼續說:“毫無疑問 ,在5軸機床上加工3軸或4軸零件,對任何加工車間來說,其最充分的理由是為了節約零件的裝夾時間和對刀調整時間。由於機床多變靈活,可以從多個方位和角度接近零件,一般來說,零件的裝夾比較簡單,是以您可以節約大量的操縱時間。例如,當我們加工一個汽車連杆的模具時,利用磁性卡盤工作台,可以同時夾緊兩個毛坯件,利用夜班工作時間,同時加工兩個零件。當您有限地加工高度複雜的零件時,采用如許的方案才能真正達到節約的目的。”

“我覺得除了購置5軸聯動機床以外 ,沒有理由購置其他任何機床。我建議任何加工車間都應當盡不例外地購置5軸聯動加工機床。”Mullen先生以為 ,最大程度地增加機床的多功能性還有另外一個理由:“當我在觀察今天所加工的工件時 ,我將它與5年前的情況做了比較,明顯地發現,所加工的零件愈來愈複雜。此外,所加工的材料硬度也在不斷進步。顯然,假如想要繼續進步產量,保持高標準要求,我們不能依靠於昨天的那種工作水平。我們需要那種能將我們帶進明天的機床,對於我們目前來說,那就是5軸聯動加工機床。”

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