為加工車間帶來強大優(yōu)勢的5軸聯(lián)動機床

       采用5軸聯(lián)動加工機床，優(yōu)化刀具的長度、提高機床的精度和加工能力是十分關鍵的。

       Tom Mullen先生于1978年創(chuàng)建了TNT EDM機床公司（設立在密執(zhí)安州的Plymouth地區(qū)），當時的公司建筑面積僅為300m2，雇員4人。作為該公司總裁的Mullen先生采取了強有力的管理手段，使公司發(fā)展成為一個聯(lián)合體，今天，公司的占地面積已超過7000m2（并在繼續(xù)發(fā)展），雇員40人，大家都在努力向上的氣氛中工作。該公司與其說是一個機加工車間，還不如說更像一個執(zhí)行機構。

      TNT工廠的設計反映了Mullen先生非同尋常的風格。公司的辦公室與生產(chǎn)車間融為一體，親密無間。到處可以看到用精選的天然木材和拋光的花崗巖建造的建筑。從鋪滿花崗石地板的走道，通過楓木裝修的拱門就可進入到廠房。在那里，你可以看到從機床上高速切削下來的碎屑；從空氣中可以聞到冷卻液和機油的氣味；剛剛加工完的零件從機床上迅速彈出。總之，從加工車間中可以反映出該公司注重質量和加工精度的一種氣氛，這一切必定會給客戶們留下深刻的印象。Mullen先生這樣說：“要想獲得成功需要三個條件：地道的客戶、正確的人選和精良的設備。我們設計、制造的產(chǎn)品向客戶們展示了我們的優(yōu)勢，我們的工廠設施為我們的職工們提供了一個極其舒適的工作環(huán)境。”

        圖1 TNT EDM公司在創(chuàng)建時，只是一個小型的EDM加工車間。此后不斷發(fā)展，并陸續(xù)引進了5臺5軸聯(lián)動機床，用于零件的加工生產(chǎn)在當初，嚴格來說TNT公司只是一個EDM加工車間，主要為注塑模行業(yè)提供服務。Mullen先生說：“我依靠4臺EDM沉孔模加工機床起家，然后業(yè)務迅速擴大，并添置了EDM線切割機床。我們增加了加工能力，以便承接更多的EDM加工業(yè)務。二年前，當我們添置了5軸聯(lián)動加工機床以后，我們的生產(chǎn)加工能力給人們留下了極為深刻的印象，嚴格來說，我們現(xiàn)在承接的加工項目幾乎都與機加工有關。”

        在困難的應用領域方面，追求精益求精觀點是Mullen先生一貫的業(yè)務理念。他說：“10年前，我們曾經(jīng)為50家客戶工作。但現(xiàn)在我們有意識地只選擇了10家客戶，其中4家只負責我們零散的加工件。我們想要消除精力分散的現(xiàn)象，因此我們盡最大的努力，為最忠實和最有價值的客戶服務。相反，他們也將他們最有挑戰(zhàn)性的一些活兒送到我們這里加工。”Mullen先生在這里所指的應用領域包括鍛模零件、復雜的汽車零部件，其中包括粉末冶金件、注塑廠使用的模具、葉輪和航空工業(yè)使用的螺旋槳零件。

       2000年，該公司購置了第一臺5軸聯(lián)動機床，此后又陸續(xù)添置了4臺。這一業(yè)務部門的迅速發(fā)展，促使我們制定新的計劃，逐步淘汰原來老式的3軸和4軸加工機床，以充分發(fā)揮5軸聯(lián)動機床的整體工作能力。

      所有的5軸加工任務都是在5臺由Hermle公司提供的C系列加工中心上完成的，其中4臺為C600U型，另1臺為C800U型。Mullen先生說：“我們在購置第一臺機床時經(jīng)驗還不足，因此我們就尋求外界的協(xié)助�？紤]到所需加工的零件類型，我們建議Hermle公司從加工硬質材料出發(fā)，在保持緊密公差的基礎上，發(fā)揮其在設計和能力方面的固有靈活性。我們加工的100%零件都是復雜的；90%的零件加工屬于硬質材料加工。”

        圖2 TNT EDM公司的業(yè)務范圍包括鍛模零件和復雜汽車零件的加工，其中包括粉末冶金零件、注塑廠使用的模具以及航空工業(yè)應用的葉輪和螺旋槳零件

         Leon Carpenter先生是TNT公司的項目經(jīng)理和編程員，是該公司具有9年工齡的老職工，在各個加工領域都有一定的經(jīng)驗。他說：“在Hermle公司機床上加工零件，使我們保持很好的銷路，因為該機床采用Heindenhein控制系統(tǒng)，而且機床本身具有多種特性�？刂葡到y(tǒng)具有易于學習的功能，適于傾斜軸加工和多軸聯(lián)動加工。機床上裝有接觸式測試探針，允許我從機床上卸除加工零件前測試零件的公差。如結合使用可快速更換的刀具及利用可雙向旋轉110°的A軸功能，Hermle公司的機床可將無需空氣的時間降到最低限度。”

Carpenter先生發(fā)現(xiàn)，5軸聯(lián)動機床的真正價值遠遠超過其生產(chǎn)5軸零件的能力。如果在5軸聯(lián)動機床上生產(chǎn)普通的3軸和4軸零件，通過觀察放大的圖像，他就能夠確定所能節(jié)約的可觀時間和資金。Carpenter先生說：“如果涉及到硬質材料的銑削加工，刀具是其中最大的消耗之一。我們所制造的零件復雜程度越高，那就意味著我們應盡可能延長刀具在機床上工作的使用壽命。采用5軸聯(lián)動加工機床，優(yōu)化刀具的長度、提高機床的精度和加工能力是十分關鍵的。如果加工的工件是工具鋼，其硬度應該為52~62R。

       公司欲延長刀具使用壽命的另一種方法是：降低機床的工作速度。5軸加工機床的主軸速度可以達到16000r/min，但公司一般運行機床的標準速度為12000r/min。他說：“合理的速度再加上主軸的剛性是保持機床精度、防止刀具損壞和延長刀具使用壽命的一大重要保證。”Carpenter先生繼續(xù)說：“毫無疑問，在5軸機床上加工3軸或4軸零件，對任何加工車間來說，其最充分的理由是為了節(jié)約零件的裝夾時間和對刀調整時間。因為機床多變靈活，可以從多個方位和角度接近零件，一般來說，零件的裝夾比較簡單，因此您可以節(jié)約大量的操作時間。例如，當我們加工一個汽車連桿的模具時，利用磁性卡盤工作臺，可以同時夾緊兩個毛坯件，利用夜班工作時間，同時加工兩個零件。當您有限地加工高度復雜的零件時，采用這樣的方案才能真正達到節(jié)約的目的。”

       “我覺得除了購置5軸聯(lián)動機床之外，沒有理由購置其他任何機床。我建議任何加工車間都應該毫不例外地購置5軸聯(lián)動加工機床。”Mullen先生認為，最大程度地增加機床的多功能性還有另外一個理由：“當我在觀察今天所加工的工件時，我將它與5年前的情況做了比較，明顯地發(fā)現(xiàn)，所加工的零件越來越復雜。此外，所加工的材料硬度也在不斷提高。顯然，如果想要繼續(xù)提高產(chǎn)量，保持高標準要求，我們不能依賴于昨天的那種工作水平。我們需要那種能將我們帶入明天的機床，對于我們目前來說，那就是5軸聯(lián)動加工機床。”