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加工的更高柔性

時間:2011-02-27 10:22:27 來源:

“專用機床循環時間肯定要更短,但是當它發生故障時,只能等修好機床后才能重新開始生產。而如果要針對另一批加工任務給專用機床重新配置刀具,則花在這方面的錢幾乎可以購買一臺新的、柔性更高、更適合當今生產要求的CNC機床。”如果您從以上說法中感覺出專用機床正從(位于印地安那州Indianapolis市的)Visteon的底盤生產廠退出,那么您的感覺是對的。 

  該底盤生產廠專門致力于生產客車和卡車用助力式齒條及小齒輪轉向機構,已經淘汰了大約一半的用于生產輸入軸——助力轉向閥的一個關鍵部件——的分度機床。當在剩余分度機床上加工的輸入軸工件結束或發生變化時,該工廠計劃讓它們退役,而不會給它們重新配置新刀具。

  輸入軸是一種圓柱形鋼質部件,大約6英寸長,1英寸直徑,從棒料加工而來。它需要大量工序,包括“Op 80”,其中要通過外徑往在零件長度方向運行的主孔鉆通大量孔(液壓流體通道)。

  小事情有時候也關系重大。選擇該加工中心的一個主要原因是,它可以高速鉆孔,這是成功鉆削該小孔(1.5mm直徑)的前提條件。在其中安裝鉆頭的調速器主軸頭轉速最高可達20,000轉/分鐘。

  輸入閥曾一度幾乎全部是在自動分度機床上鉆孔的。但最近Visteon工廠接到了一個新的齒條和小齒輪轉向機構定單,其中輸入軸需要一個異常小的孔(直徑為1.5mm)。在討論新工件的一個會議上,鉆頭供應商建議,小孔應該用超出分度機床允許的更高轉速加以鉆削,因此參與人員開始考慮用可替代方式來加工孔。

  先鋒模型工程部的一名成員Wahid Kapadia說:“我們工廠有大量專用機床,我們越來越多地意識到,針對不同工件裝夾調整機床所花費的時間和資金大大限制了工廠的效率和靈活性。出于多種原因我們開始尋找一臺鉆小孔的CNC機床。首先,許多CNC機床具備我們鉆該孔所需要的主軸轉速。其次,加工小孔很容易斷刀,而CNC機床則帶有可以減少這種問題的刀具控制裝置。

  他繼續說:“其次,我們很想維持較高的生產速度。當專用機床發生問題時,生產會停止,在問題得到解決之前無法進行生產。相反,當在若干臺標準CNC機床上展開生產時,如果一臺機床發生問題,其他機床可以繼續加工零件。盡管生產受到了影響,但是卻沒有完全停止。”

  工廠最開始考慮采用一臺帶有動力刀具的CNC車床。但是,它卻無法找到一臺可以提供加工小孔所需鉆孔速度的機床。

  接著,工廠考察了標準CNC鉆削和攻絲機床。為了滿足所涉及的生產批量,需要若干臺這樣的機床,然而,由于機床將在很大程度上以無人看管方式運行,因此針對相關工件需要給它們添加一些其他必要的東西。為了讓零件裝卸自動化,需要采用一臺或多臺機器人。為了給輸入軸以90度增量分度而進行鉆削,還需要一個分度工夾。購買機床并給它們配置工件加工所必需的工件搬運設備其前景變得讓人氣餒。因此需要找到一個比較簡單的解決方案。

  在經過更多研究后,工廠調研了由(伊利諾斯州Rolling Meadows市)美國Wasino公司生產的A系列加工中心。該A系列由帶輔助車削功能的四軸(X、Y、Z及C)加工中心組成。該系列的配置更像自動車床而不是普通加工中心,它具有轉速為4000 r/min的臥式主軸,帶可以以0.0001英寸增量進行編程的C軸。主軸由一個刀塔供刀,刀塔的每個刀位上裝有回轉或車削刀具。

  A系列機床還配備一個綜合龍門上料器,它可以從位于機床后面的一個緊湊圓盤形集結區域中取出待加工零件并將加工好的零件返回給它。機床帶有最大10英寸(用于最大型號的工件)的散件搬運卡盤,以及允許棒料進給或從棒料進給器上給機床排出棒料的主軸孔。

  該機床針對Visteon最重要的特征之一是,刀具轉塔可以(不用任何齒輪)直接驅動回轉刀具,加速到10,000r/min,保證了鉆削新輸入軸小孔所需要的轉速。因此,工廠購買了A-12型(帶12把轉塔刀具)。為確保工廠對于當前和未來工件具有足夠高的鉆削速度,它購買了帶調速器主軸頭的機床,可以將最大轉速翻番到20,000 r/min。