无论零件多么复杂,一次性设置好工件,便可完成所有工序,这种机加工方式已日趋盛行。多任务和车铣中心的应用日益广泛,它将大部分车削与旋转刀具的应用结合为一体,并演化出新的特点。
这类机床的主要优势在于:显著缩短生产时间,提高质量一致性,并缩短总加工时间。
然而,若要一次性设置好能执行所有加工任务的机床,并取得满意效果,首先需要处理好一些容易发生的问题,例如任务编程以及刀具的夹紧、选择和应用等。
多种能力
多任务加工可定义为一台机床无需人工干预便可完成多项加工工序的能力。现今,多任务机床可谓种类齐全,规格多样,能力各异,在广泛的工业领域里大显身手。
多任务机床目前常用于加工那些需要车削的零件,并执行按常规需由加工中心来完成的工序。过去(如今可能许多机加工车间依然如此),这些零件先在CNC车床上完成车削,然后送往加工中心或铣床和钻床用旋转刀具进一步加工。随着零件日趋复杂,要求一次性装夹即完成工件加工的呼声也随之大增,于是推动了工业界开发出五轴车削中心和车铣中心以及能完成多任务加工的机床。
五轴加工方式以往仅局限于加工中心,用来加工复杂的棱柱形零件。随着新型机床和控制技术的问世和普及,五轴加工方式的零件加工范围越来越广泛,新的设计和新的生产方式始终受到欢迎。转轴效率的提高,加上倾斜加工技术的出现,促使零件设计也随新的制造能力自由发展。
为机床配置正确刀具
在一台多任务机床上通过五轴加工方式仅一次装夹就完成整个零件切削,这能带来诸多益处,主要包括:缩短非生产时间进而减少生产时间;运用一床多用的加工能力减少机床和夹具数量;最大程度减少工件装夹次数从而提高质量一致性;机床性能增强从而只需使用少量的简化切削刀具——其中多数为标准刀具,包括一些多任务专用刀具,凭这些刀具即能完成各种工作。
于是我们看到,有一个因素对机床应用的成功程度具有决定性作用。就提高生产效率而言,尽量减少刀具更换次数,同时尽量充分利用刀具运动及进刀方向,都是十分有利的,这对五轴控制方式来说尤其如此。然而,究竟哪些标准刀具能满足为这类新型机床装夹的要求呢?
多任务加工方式能灵活地控制切削刀具直达切削部位,这意味着能够采用更短的刀具,对工件上那些原本用其它方法难以触及、或需要较长甚至专用刀具才能触及的部位进行加工。其好处在于能保持优良的稳定性,在无人值守的加工过程中确保加工的高精确度和高安全性。
山特维克可乐满公司在为多任务加工设定标准编程并不断改进的过程中,就充分运用了这一机床特性。例如在车削方面,我们研制出具备通用加工能力的专用标准刀具,它们能运用45度主轴定位来进行加工。这些更短且更具刚性的车削刀具采用极为安全的刀片夹紧、RC型和贯通刀具的冷却剂。相比之下,仿形切削刀具较为细长,运用CoroTurn正前角刀片技术往往具有良好的可达性。
对多任务机床的一大要求,是将刀具更换次数及刀具室中的刀位数降低到最低限度。许多机床目前配有车削转塔和旋转刀具轴,但具有微型转塔功能的接杆因只占用一个刀位,却能运用三种不同的切削刀具,因此对于一些应用及同步加工场合仍然具有很大的吸引力。
在多任务机床上,铣削和钻削是同等重要的工序。现代通用的CoroMill 390立铣刀、面铣和长刃铣刀就是针对这类工序而设计的。除完成一般铣削以外,这些刀具还可在五轴多任务机床上执行圆弧插补工序,以更有效地加工工件上的型腔和凸起。许多零件还要求加工型腔和边缘以及进行雕刻,插铣对此极为适用,CoroMill 210立铣刀则可进行大部分此类工序。
机床与刀具配置之间的联系
这里所涉及的,不仅是刀具夹紧,而且还有切削刀具类型、刀具强度、转塔解决方案,以及机床-主轴接口等。多任务机床的刀具系统必须对固定刀具和旋转刀具同样适用,它还必须传递合适的扭转,并能达到充分高的主轴转速,具有优良的弯曲强度,并且配备在切削刃位置已知时具有重复精度的精密耦合装置。
可乐满Capto系统已长期应用于这些配备固定和旋转刀具的机床,能满足各种工序的需要,其表现可谓久经考验。该系统是集车削、铣削、钻削等刀具于一身的适用面广泛的系统,所有刀具共用同一种自对中心的刀具耦合装置,适合非常广泛的应用区域,现已成功装配到所有主要类型的多任务机床中。
作者:CHRISTER RICHT
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