实现高速加工的另一途径

　　实现高速加工的方法有很多，其中节约装卡时间就是其中一项，但模具制造商Eifel公司发现，采用3 +2加工中心，同样可以加速其高速加工的应用。

　　高速加工和3+2加工似乎是两个不同的概念，但在Eifel模具工程公司，这两者被自然地结合在一起。对于这家加工车间来说，这两种加工中心的加工方法正在为达到同一个目标而作出贡献。

　　Eifel公司除了从事其他业务之外，专门从事汽车方向盘元件模具的生产，汽车方向盘元件是一种容易引起争辩和最引人注目的汽车元件，一般来说，它对复杂的审美细节和表面质量有很高的要求。在一个方向盘上，即使出现无害的瑕疵也会变成引人注目的缺陷。

　　Eifel公司采用高速加工技术已有很多年了。其快速的主轴速度可以让该车间有效地使用直径较小的刀具，可使这些刀具深入到细节加工区域，进行小步距的走刀加工，以达到很高的表面质量。

　　事实证明，3+2将成为下一代的加工方法。通过对加工中心的投资，就能够自由地按照复合旋转轴范围内所需要的那样，适应对零件的加工，使该车间能够更有效和更高效地使用高速加工。采用3 +2加工所节约的装卡调试时间是相当可观的，但这些节约仅仅是开始而已。现在，Eifel公司可以经常在高速加工中使用比以前更短的刀具。利用短刀具刚性较高的优点，可以使该车间能够以更高的速度铣削加工其H13钢材或高硬度的P20钢材。

　　而更有意义的是，通过使零件旋转，Eifel公司能够更容易地对其进行加工，而且没有明显的工艺混合迹象。这常常让该车间能够满足最严格的表面质量需求，在加工完成以后，就很少需要采用钳工的手工抛光作业。

　　节约时间

　　Eifel公司现有12名员工。购置一台复杂的新型加工中心需要相当大的一笔投资。该车间选用的机床是一台来自Hermle公司的5轴立式加工中心。承重能力大是该机床的一个突出特点，Eifel公司总裁Richard Hecker先生说。机床的工作台(带有旋转轴运动功能)可承受3000lb(1lb=0.45kg)的重量。至于其他的一些5轴或3+2机床，该车间认为可以用于车削加工重量轻得多的零件。

　　虽然这台机床能够进行全面的5轴加工，但该车间几乎将其专用于3+2形式的切削加工。也就是说，其旋转轴被用于零件的车削加工，而切削加工仍然只涉及到X、 Y和Z轴。该加工车间不久后有望开展全面的5轴多样化加工，但到目前为止，3+2加工这项能力一直非常强大。对于模具制造而言，Hecker先生说，3 +2加工方式至少可以帮助获得利润的95%，这就是由一台5轴加工中心所作出的贡献。

　　事实上，在加工周期内，以零件旋转的方式进行加工，可节约大量的时间。在不久以前，一个方向盘模具中所有必要的凹槽的加工花费了12h。而且至少需要8次调试装卡，才能达到所有这些技术特点的加工要求。与此相反，在一台5轴机床上运行加工类似的模具，只需要花费2h，这是因为所有的凹槽可在一个周期内完成全部切削加工。

　　较短的刀具

　　然而，除了能够节约调试装卡时间之外，其另外一个受人欢迎的原因则来自于该机床高速加工的速度有了很大程度的提高。虽然，它从一开始显然是因为采用了5轴加工方式，使其能够使用较短的刀具，但并不一定清楚这将会对其起到何等重要的作用。

　　对于加工车间而言，高速加工的部分价值，从一开始就体现在其长铣刀的实际使用方法上。要达到模具的深处加工，需要使用较长刀具，否则就需要采用EDM放电加工。由于挠曲度限制了这些细长刀具的加工，因此无论如何只能采用快速的轻度切削和轻度铣削的加工方法，才能够使车间卓有成效地使用这类刀具。

　　但现在，由于采用了3+2加工方法(以及由于该车间在这台机床上采用了细长的热胀冷缩式刀柄)，Eifel公司往往用很短的刀具就可以伸入到凹槽深处加工，而工件则在一个固定的角度上卡紧。这意味着高速加工的“轻快切削”不再需要如此轻的切削加工了。现在，短刀具甚至可以延伸到以前采用任何刀具都从未达到过的区域进行加工，而之前却必须在这些区域内增加一个模具的插入件。

　　因此，3+2加工方法不但加速了加工进度，而且还简化了加工工艺。“已经达到再也不需要使用长刀具加工的境地，”Hecker先生说。

　　决定生死的碰撞试验装置

　　Eifel模具工程公司，生产经理Gary Schulz先生为Hermle公司的加工中心做了许多编程工作。

　　这一加工车间采用Delcam公司的PowerMILL作为其CAD/CAM软件。采用PowerMILL软件在5轴中编程，是一个直观的可视化编程过程，Schulz先生说。在屏幕上，他可以让零件的3D图像围绕其所要求的旋转视图而转动，从而显示出从复合角到机床的某些特点。然后，由该软件计算出这一复合角，并且标注出精确的旋转轴运动轨迹和相应的刀具路径。机床的编程很简单，足以使Schulz先生对5轴机床及其他加工中心进行编程和操作。

　　他说，当他为5轴数控机床编程时，他喜欢采用两种原理。一种是经济地使用旋转轴运动原理。虽然并没有对这样的做法提出要求，但是他说，大多数零件并不像其最初的复杂性所提出的建议那样，要求所有的旋转轴回转运动。他说，即使是一个10°的枢轴也可以非常强大。将旋转轴的能力作为备用，使得它不像一些极端的旋转轴那样容易运动，这可能会产生碰撞或干扰调试设置的某些方面。

　　另一个相关的原理是，充分利用软件的碰撞试验装置。他说：“你的生死依赖于碰撞试验装置。”因为3 +2加工必须使其运动，但在机床运动之前这一切简直是难以想象的。该软件预期干扰的能力是非常难得的，而且也是非常可靠的，但Schulz先生首先必须输入这台机床上使用的所有相关刀具刀柄的几何尺寸，才能使其具备这一能力。

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