加工中心的更高柔性

“专用机床循环时间肯定要更短,但是当它发生故障时,只能等修好机床后才能重新开始生产。而如果要针对另一批加工任务给专用机床重新配置刀具,则花在这方面的钱几乎可以购买一台新的、柔性更高、更适合当今生产要求的CNC机床。”如果您从以上说法中感觉出专用机床正从(位于印地安那州Indianapolis市的)Visteon的底盘生产厂退出,那么您的感觉是对的。

该底盘生产厂专门致力于生产客车和卡车用助力式齿条及小齿轮转向机构,已经淘汰了大约一半的用于生产输入轴——助力转向阀的一个关键部件——的分度机床。当在剩余分度机床上加工的输入轴工件结束或发生变化时,该工厂计划让它们退役,而不会给它们重新配置新刀具。

输入轴是一种圆柱形钢质部件,大约6英寸长,1英寸直径,从棒料加工而来。它需要大量工序,包括“Op80”,其中要通过外径往在零件长度方向运行的主孔钻通大量孔(液压流体通道)。

小事情有时候也关系重大。选择该加工中心的一个主要原因是,它可以高速钻孔,这是成功钻削该小孔(1.5mm直径)的前提条件。在其中安装钻头的调速器主轴头转速最高可达20,000转/分钟。

输入阀曾一度几乎全部是在自动分度机床上钻孔的。但最近Visteon工厂接到了一个新的齿条和小齿轮转向机构定单,其中输入轴需要一个异常小的孔(直径为1.5mm)。在讨论新工件的一个会议上,钻头供应商建议,小孔应该用超出分度机床允许的更高转速加以钻削,因此参与人员开始考虑用可替代方式来加工孔。

先锋模型工程部的一名成员WahidKapadia说:“我们工厂有大量专用机床,我们越来越多地意识到,针对不同工件装夹调整机床所花费的时间和资金大大限制了工厂的效率和灵活性。出于多种原因我们开始寻找一台钻小孔的CNC机床。首先,许多CNC机床具备我们钻该孔所需要的主轴转速。其次,加工小孔很容易断刀,而CNC机床则带有可以减少这种问题的刀具控制装置。

他继续说:“其次,我们很想维持较高的生产速度。当专用机床发生问题时,生产会停止,在问题得到解决之前无法进行生产。相反,当在若干台标准CNC机床上展开生产时,如果一台机床发生问题,其他机床可以继续加工零件。尽管生产受到了影响,但是却没有完全停止。”

工厂最开始考虑采用一台带有动力刀具的CNC车床。但是,它却无法找到一台可以提供加工小孔所需钻孔速度的机床。

接着,工厂考察了标准CNC钻削和攻丝机床。为了满足所涉及的生产批量,需要若干台这样的机床,然而,由于机床将在很大程度上以无人看管方式运行,因此针对相关工件需要给它们添加一些其他必要的东西。为了让零件装卸自动化,需要采用一台或多台机器人。为了给输入轴以90度增量分度而进行钻削,还需要一个分度工夹。购买机床并给它们配置工件加工所必需的工件搬运设备其前景变得让人气馁。因此需要找到一个比较简单的解决方案。

在经过更多研究后,工厂调研了由(伊利诺斯州RollingMeadows市)美国Wasino公司生产的A系列加工中心。该A系列由带辅助车削功能的四轴(X、Y、Z及C)加工中心组成。该系列的配置更像自动车床而不是普通加工中心,它具有转速为4000r/min的卧式主轴,带可以以0.0001英寸增量进行编程的C轴。主轴由一个刀塔供刀,刀塔的每个刀位上装有回转或车削刀具。

A系列机床还配备一个综合龙门上料器,它可以从位于机床后面的一个紧凑圆盘形集结区域中取出待加工零件并将加工好的零件返回给它。机床带有最大10英寸(用于最大型号的工件)的散件搬运卡盘,以及允许棒料进给或从棒料进给器上给机床排出棒料的主轴孔。

该机床针对Visteon最重要的特征之一是,刀具转塔可以(不用任何齿轮)直接驱动回转刀具,加速到10,000r/min,保证了钻削新输入轴小孔所需要的转速。因此,工厂购买了A-12型(带12把转塔刀具)。为确保工厂对于当前和未来工件具有足够高的钻削速度,它购买了带调速器主轴头的机床,可以将最大转速翻番到20,000r/min。

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