【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 新品出爐】血紅細(xì)胞是屬于真正微小的東西，它在人體血液里把肺部里的氧氣輸送給人體里的其他器官。血紅細(xì)胞的直徑只有0.008mm，如果不借助于光學(xué)放大器的話，人眼是看不到的。而當(dāng)Mikron公司宣布其VX-10型立式圓轉(zhuǎn)臺(tái)多工位機(jī)床可以在0.4s內(nèi)達(dá)到±0.002mm的定位精度時(shí)，我們就可想而知其難度了。該設(shè)備屬于世界上精密和靈活的六面加工系統(tǒng)之一，它可對(duì)40mm×40mm×80mm規(guī)格以下的精密部件進(jìn)行加工。
 

　　加工設(shè)備的穩(wěn)定性是加工高精密部件基本的前提條件。因此從一開(kāi)始，設(shè)備穩(wěn)定性問(wèn)題便成為研發(fā)和設(shè)計(jì)人員所關(guān)注的焦點(diǎn)。
 

軸承立式圓轉(zhuǎn)臺(tái)（圖中間）沿著一條水平軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，它在0.4 s之內(nèi)并以±0.002 mm的定位精度，把工件從一個(gè)作業(yè)站傳遞到下一個(gè)作業(yè)站" width="400" height="600" border="0" />

　　雙軸承立式圓轉(zhuǎn)臺(tái)(圖中間)沿著一條水平軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，它在0.4s之內(nèi)并以±0.002mm的定位精度，把工件從一個(gè)作業(yè)站傳遞到下一個(gè)作業(yè)站。

 

　　借助于有限元方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)
 

　　在有限元計(jì)算方法(FEM)的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，從機(jī)架、圓轉(zhuǎn)臺(tái)軸承及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一直到加工單元和機(jī)座等部分。多臺(tái)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，F(xiàn)EM計(jì)算方法非常正確。設(shè)備內(nèi)的加工力通量被調(diào)節(jié)到佳的剛度上。整個(gè)封閉的力通系統(tǒng)中基本上都有一套系統(tǒng)會(huì)擁有一個(gè)立式圓轉(zhuǎn)臺(tái)和雙軸承，其他兩套力通系統(tǒng)則把圓轉(zhuǎn)臺(tái)與其兩側(cè)的加工單元進(jìn)行連接。很強(qiáng)的剛性會(huì)給工件表面質(zhì)量帶來(lái)不良影響的加工振動(dòng)現(xiàn)象，此外，也可以延長(zhǎng)刀具的使用壽命。
 

　　圖1 對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，VX-10型設(shè)備的一個(gè)獨(dú)特之處便是直接從棒材或線材材料出發(fā)實(shí)現(xiàn)六面加工
 

　　刀具冷卻劑溫度的調(diào)控精度為±1℃
 

　　對(duì)于高精密加工作業(yè)來(lái)說(shuō)，除了設(shè)備穩(wěn)定性和機(jī)械精度之外，另一個(gè)重要的因素便是要把溫度波動(dòng)控制在低限度內(nèi)。因此，需要把刀具冷卻劑的溫度調(diào)控到±1℃的精度范圍之內(nèi)，在加工過(guò)程中盡大可能維持低的溫度波動(dòng)，可以有助于避免因熱變形而造成精度不足的問(wèn)題。
 

　　為了避免因液壓夾具的張力作用而發(fā)生變形，可對(duì)工件加持力進(jìn)行編程和控制，工件只受到實(shí)時(shí)加工步驟所需的夾持力。因此，在精加工時(shí)，就可以有針對(duì)性地采用比粗加工所需更低的夾持力來(lái)夾持那些對(duì)變形非常敏感的部件。
 

　　通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)面、鉆孔和輪廓進(jìn)行在線測(cè)量，設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)尺寸偏差的早期糾正，以確保連續(xù)穩(wěn)定的質(zhì)量。工件在經(jīng)過(guò)十個(gè)工作站的所有六面加工處理之后，即報(bào)告生產(chǎn)完成。該設(shè)備的一個(gè)特殊之處便是，它可適用于對(duì)長(zhǎng)度為160mm的工件進(jìn)行加工。
 

　　Mikron公司指出，這類始于線材或棒材的六面加工是該設(shè)備的獨(dú)特之處。在裝載站夾鉗接到源于線材或棒材或經(jīng)機(jī)器人傳遞進(jìn)來(lái)的工件時(shí)，首先要對(duì)正面和后續(xù)將由圓轉(zhuǎn)臺(tái)夾鉗所夾持的那個(gè)面進(jìn)行加工。裝載站的加工與主要生產(chǎn)時(shí)間并列進(jìn)行，如后續(xù)的圓轉(zhuǎn)臺(tái)夾鉗對(duì)工件的夾持和對(duì)線材卷或棒材的鋸切。通過(guò)車削、銑削、鏜削、螺紋削、拉削、沖模和雕刻等工序，裝載站上的四軸加工能力可以滿足精密部件加工方面的所有要求。
 

　　在裝載站之后，圓轉(zhuǎn)臺(tái)便把工件傳送給后續(xù)的八個(gè)工作站，位于裝載站和卸載站之間的八個(gè)作業(yè)站擁有加工精密部件所需的各類加工能力，當(dāng)工件到達(dá)第十個(gè)作業(yè)站時(shí)，所有六個(gè)面就已加工完畢，第十個(gè)作業(yè)站便是卸載站。在這里，完工的工件被交付給廠內(nèi)物流輸送系統(tǒng)，例如裝配點(diǎn)或包裝點(diǎn)。
 

　　該設(shè)備可以從相同的棒材或線材中同時(shí)制造出不同的工件，例如設(shè)備在一個(gè)生產(chǎn)流程中制造出所需數(shù)量的不同寬度和不同長(zhǎng)度的腕表表帶的帶節(jié)。在此情況下，已完工的腕表表帶零部件在卸載站上會(huì)被自動(dòng)放入到分揀站的正確箱子里去。
 

　　該緊湊型設(shè)備只有2.6m長(zhǎng)、6.7m寬和3.6m高。此外，需要根據(jù)不同的制造環(huán)境來(lái)考慮和確定對(duì)外圍設(shè)施的場(chǎng)地需求，例如通過(guò)線材卷、棒材庫(kù)或毛坯件托盤對(duì)原材料的輸入和成品的卸載裝置以及中間儲(chǔ)存等，同時(shí)還需設(shè)置一個(gè)針對(duì)20kg/h切削量的帶有過(guò)濾器和切屑排放裝置的冷卻劑設(shè)備的場(chǎng)所。
 

　　圖2 該設(shè)備屬于世界上精密和靈活的六面加工系統(tǒng)之一，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)40mm×40 mm×80mm規(guī)格的精密部件的加工
 

　　液體冷卻的力矩發(fā)動(dòng)機(jī)可以確保定位精度
 

　　雙軸承立式圓轉(zhuǎn)臺(tái)沿著一個(gè)水平軸線旋轉(zhuǎn)，它在0.4s時(shí)間內(nèi)把兩側(cè)加工單元上的十個(gè)工件傳遞給其他作業(yè)站，所述的高定位精度通過(guò)一臺(tái)帶有恒溫裝置的液冷力矩發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在裝載站和卸載站之間的八個(gè)作業(yè)站中，每個(gè)作業(yè)站在圓轉(zhuǎn)臺(tái)兩側(cè)都設(shè)有一個(gè)CNC加工單元。由此，除了裝、卸載站之外，一套設(shè)備上還共設(shè)有18個(gè)加工單元。每個(gè)作業(yè)站多可以配備有兩個(gè)水平和一個(gè)垂直的加工軸，這種配置可以使得VX-10型設(shè)備不僅具備很高的生產(chǎn)效率，而且也擁有非凡的靈活性和多面性。每個(gè)加工單元上的兩個(gè)加工軸可以配備統(tǒng)一的刀具，這樣做有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一方面，當(dāng)一個(gè)刀具發(fā)生損壞或刀片磨損時(shí)，可以立即從相鄰的加工軸上把相同的刀具換入，而無(wú)需中斷生產(chǎn);另一方面，生產(chǎn)設(shè)備可以擁有雙重線材引入能力，由此可以使生產(chǎn)效率翻倍：從裝載站到卸載站，所有作業(yè)站上有四把刀具在同時(shí)加工兩個(gè)工件。
 

　　靈活性也是該CNC設(shè)備的強(qiáng)項(xiàng)之一，只要具備相應(yīng)的程序，在生產(chǎn)任務(wù)變更時(shí)，設(shè)備操作人員只需調(diào)用相應(yīng)的CNC程序即可。機(jī)械部件的換裝也同樣簡(jiǎn)單，在需要更換圓轉(zhuǎn)臺(tái)上的夾具時(shí)，設(shè)備可通過(guò)一臺(tái)掃描測(cè)量?jī)x對(duì)夾具位置進(jìn)行測(cè)量，并在軟件系統(tǒng)里對(duì)零位進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。而后在加工過(guò)程中，CNC系統(tǒng)即可自動(dòng)基于更新了的基準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始工作。
 

　　圖3 這款造型緊湊的設(shè)備長(zhǎng)度為2.6m，寬度為6.7m，高度為3.6m。此外，由于實(shí)際制造環(huán)境各不相同，因此也需要對(duì)外圍設(shè)施的場(chǎng)地需求作出考慮
 

　　Mikron公司有多種型號(hào)的加工單元可供使用
 

　　18個(gè)加工單元具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口界面，并可實(shí)現(xiàn)模塊化更換。Mikron公司具有多種型號(hào)的加工單元可以供應(yīng)，例如三軸立式加工軸，這種加工軸的所有軸線徑向?qū)χ鴪A轉(zhuǎn)臺(tái)軸線，而三軸臥式加工軸的軸線則與圓轉(zhuǎn)臺(tái)軸線平行。結(jié)合采用臥式和立式加工軸的三軸加工單元也可供使用。針對(duì)這兩者之間的角度位置，也有一款從﹣90°～﹢90°手動(dòng)可調(diào)的相應(yīng)的三軸加工單元可供采用。還有一款加工單元是專門適用于槽口和側(cè)凹件加工的，其U軸橫對(duì)著主軸方向，而Z軸則平行于主軸，這兩個(gè)軸均以CNC內(nèi)插方式進(jìn)行作業(yè)。
 

　　所有加工單元可以配備不同類型的主軸和不同類型的主軸驅(qū)動(dòng)裝置，例如針對(duì)銑削、鏜削、去毛刺和切螺紋等不同加工場(chǎng)合。主軸內(nèi)部的冷卻劑導(dǎo)入系統(tǒng)大工作壓力可以達(dá)到80bar(1bar=0.1MPa)。為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)多樣性，用戶也可以在后續(xù)的工作中隨時(shí)追加購(gòu)置加工單元，以對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行擴(kuò)展。
 

　　工業(yè)領(lǐng)域里的大量應(yīng)用實(shí)例便是很好的證明
 

　　除了上述針對(duì)腕表表帶需要從相同的棒材材料中同時(shí)加工出各種不同部件的場(chǎng)合之外，還有大量的應(yīng)用實(shí)例也有力地證明了Mikron公司VX-10型設(shè)備在實(shí)際工作中的良好表現(xiàn)。還有以鈦金屬為原料每分鐘可生產(chǎn)22件的小彈簧盒，它可以使時(shí)髦眼鏡很好地折放在一起。實(shí)際工作人員在制造眼鏡關(guān)節(jié)的其他鎳銀合金材質(zhì)的難加工部件時(shí)，也積累了大量有益的工作經(jīng)驗(yàn)。在生產(chǎn)汽車零部件、青銅材質(zhì)的氣門附件和門鎖或不銹鋼材質(zhì)的醫(yī)療設(shè)備部件，尤其是牙科所需的部件時(shí)，該設(shè)備也表現(xiàn)優(yōu)異。
 

　　Mikron公司的總部位于瑞士Tessin地區(qū)的Agno，該企業(yè)自數(shù)十年來(lái)在客戶專用型高精和高產(chǎn)切削設(shè)備上一直享有良好的聲譽(yù)。大約有7000種制造技術(shù)方案在各不同行業(yè)對(duì)復(fù)雜金屬部件的制造上表現(xiàn)不俗，例如汽車零部件配套行業(yè)、制藥和醫(yī)療行業(yè)、書(shū)寫器具制造業(yè)、電子行業(yè)、鐘表行業(yè)和太陽(yáng)能技術(shù)設(shè)備等領(lǐng)域，其他的技術(shù)解決方案也在液壓和氣動(dòng)以及日用品生產(chǎn)等領(lǐng)域里獲得好評(píng)。VX-10型設(shè)備由于既擁有很大的多樣性和很高的加工精度，也擁有“從線材開(kāi)始加工”的靈活性優(yōu)勢(shì)，因此受到這些行業(yè)的極大青睞。
 

　　(原標(biāo)題：34把刀具同時(shí)進(jìn)行六面加工)