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为加工车间带来强大优势的5轴联动机床
采用5轴联动加工机床,优化刀具的长度、提高机床的精度和加工能力是十分关键的。
Tom Mullen先生于1978年创建了TNT EDM机床公司(设立在密执安州的Plymouth地区),当时的公司建筑面积仅为300m2,雇员4人。作为该公司总裁的Mullen先生采取了强有力的管理手段,使公司发展成为一个联合体,今天,公司的占地面积已超过7000m2(并在继续发展),雇员40人,大家都在努力向上的气氛中工作。该公司与其说是一个机加工车间,还不如说更像一个执行机构。
TNT工厂的设计反映了Mullen先生非同寻常的风格。公司的办公室与生产车间融为一体,亲密无间。到处可以看到用精选的天然木材和抛光的花岗岩建造的建筑。从铺满花岗石地板的走道,通过枫木装修的拱门就可进入到厂房。在那里,你可以看到从机床上高速切削下来的碎屑;从空气中可以闻到冷却液和机油的气味;刚刚加工完的零件从机床上迅速弹出。总之,从加工车间中可以反映出该公司注重质量和加工精度的一种气氛,这一切必定会给客户们留下深刻的印象。Mullen先生这样说:“要想获得成功需要三个条件:地道的客户、正确的人选和精良的设备。我们设计、制造的产品向客户们展示了我们的优势,我们的工厂设施为我们的职工们提供了一个极其舒适的工作环境。”
在困难的应用领域方面,追求精益求精观点是Mullen先生一贯的业务理念。他说:“10年前,我们曾经为50家客户工作。但现在我们有意识地只选择了10家客户,其中4家只负责我们零散的加工件。我们想要消除精力分散的现象,因此我们尽最大的努力,为最忠实和最有价值的客户服务。相反,他们也将他们最有挑战性的一些活儿送到我们这里加工。”Mullen先生在这里所指的应用领域包括锻模零件、复杂的汽车零部件,其中包括粉末冶金件、注塑厂使用的模具、叶轮和航空工业使用的螺旋桨零件。
2000年,该公司购置了第一台5轴联动机床,此后又陆续添置了4台。这一业务部门的迅速发展,促使我们制定新的计划,逐步淘汰原来老式的3轴和4轴加工机床,以充分发挥5轴联动机床的整体工作能力。
所有的5轴加工任务都是在5台由Hermle公司提供的C系列加工中心上完成的,其中4台为C600U型,另1台为C800U型。Mullen先生说:“我们在购置第一台机床时经验还不足,因此我们就寻求外界的协助。考虑到所需加工的零件类型,我们建议Hermle公司从加工硬质材料出发,在保持紧密公差的基础上,发挥其在设计和能力方面的固有灵活性。我们加工的100%零件都是复杂的;90%的零件加工属于硬质材料加工。” 图2 TNT EDM公司的业务范围包括锻模零件和复杂汽车零件的加工,其中包括粉末冶金零件、注塑厂使用的模具以及航空工业应用的叶轮和螺旋桨零件 Leon Carpenter先生是TNT公司的项目经理和编程员,是该公司具有9年工龄的老职工,在各个加工领域都有一定的经验。他说:“在Hermle公司机床上加工零件,使我们保持很好的销路,因为该机床采用Heindenhein控制系统,而且机床本身具有多种特性。控制系统具有易于学习的功能,适于倾斜轴加工和多轴联动加工。机床上装有接触式测试探针,允许我从机床上卸除加工零件前测试零件的公差。如结合使用可快速更换的刀具及利用可双向旋转110°的A轴功能,Hermle公司的机床可将无需空气的时间降到最低限度。”
Carpenter先生发现,5轴联动机床的真正价值远远超过其生产5轴零件的能力。如果在5轴联动机床上生产普通的3轴和4轴零件,通过观察放大的图像,他就能够确定所能节约的可观时间和资金。Carpenter先生说:“如果涉及到硬质材料的铣削加工,刀具是其中最大的消耗之一。我们所制造的零件复杂程度越高,那就意味着我们应尽可能延长刀具在机床上工作的使用寿命。采用5轴联动加工机床,优化刀具的长度、提高机床的精度和加工能力是十分关键的。如果加工的工件是工具钢,其硬度应该为52~62R。
公司欲延长刀具使用寿命的另一种方法是:降低机床的工作速度。5轴加工机床的主轴速度可以达到16000r/min,但公司一般运行机床的标准速度为12000r/min。他说:“合理
