縱向車削對(duì)加工小型精密工件非常有效

摘要：對(duì)于中小批量加工直徑在32mm以下的工件，自動(dòng)縱向車床具有許多決定性的優(yōu)點(diǎn)。
　　零件小型化的趨勢(shì)仍在持續(xù)，高科技產(chǎn)品中的零件越來越小，越來越精致。恰恰是在零件用途更加專業(yè)化的同時(shí)，對(duì)精度和耐用性的要求也在不斷提高。原來主要用于對(duì)精度要求甚高的鐘表工業(yè)的自動(dòng)縱向車床，現(xiàn)在也正在被許多其他行業(yè)所采用。
　　對(duì)于中小批量加工直徑在32mm以下的工件，自動(dòng)縱向車床具有許多決定性的優(yōu)點(diǎn)。Hochtaunus地區(qū)Waldsolms市Wilhelmi Glasfaseroptik公司是一家專業(yè)的光波導(dǎo)體制造商，該廠正在使用Cincom型自動(dòng)縱向車床。這種車床可以在一次裝夾后迅速精確地完成成套加工任務(wù)，而且在極短的時(shí)間內(nèi)即可改裝完成，從而加工其他零件。
　　這家企業(yè)擁有10名員工，能夠中小批量地設(shè)計(jì)并制造整套的玻璃纖維光導(dǎo)。技術(shù)本身在于準(zhǔn)確的精密連接和玻璃纖維兩端的外觀拋光。一根裝有3000根玻璃纖維的光纜，只要其中有五根玻璃纖維損壞就會(huì)被認(rèn)為是廢品。所以，Wilhelmi公司的所有車和銑的零件全部都是在本企業(yè)內(nèi)部加工的，這樣可以長(zhǎng)期確保高質(zhì)量水平。
　　200~5000件之間
　　在生產(chǎn)小零件時(shí)，除了高精度之外，加工時(shí)間也起著決定性的作用。只有能夠靈活地加工各種的復(fù)雜小零件，嚴(yán)格保證所要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)又能迅速而經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)，才能在市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟。特別是由于零件類型越來越多導(dǎo)致批量越來越小，或是在某些特殊情況僅需要若干個(gè)零件時(shí)，這些要求更為重要。

圖1 K16型縱向進(jìn)給自動(dòng)車床為成套加工配備了六套車刀，四種轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)6000r/min的驅(qū)動(dòng)車刀，以及前后兩側(cè)分別配有四種鉆具

　　如果說以前的精密零件是用傳統(tǒng)機(jī)床加工的話，那么Wilhelmi公司在幾年前發(fā)現(xiàn)了自動(dòng)縱向車床的優(yōu)點(diǎn)。如今Wilhelmi公司用Cincom B12型和Cincom K16型自動(dòng)縱向車床加工各種材料的車銑工件。加工的材料包括有色金屬、貴金屬、不銹鋼、鈦合金，以及防酸蝕的銅合金Arkap，加工的是直徑為12mm和16 mm的棒料，批量通常在200~5000件之間，內(nèi)徑上的最小公差值為10μm，最小的鉆孔直徑為0.15 mm。
　　自動(dòng)縱向車床的主要優(yōu)點(diǎn)是可以在極小的空間內(nèi)，對(duì)各種不同的工件進(jìn)行粗加工、精加工、打孔、去毛刺，以及滾螺紋加工。在主軸上加工之后，工件可以從對(duì)向頂軸上自動(dòng)取下，然后再在背面上加工完畢。為此，在K16型自動(dòng)縱向車床上總共備有六種車刀，四種轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)6000r/min的驅(qū)動(dòng)車刀，以及前后兩側(cè)分別配有四種鉆具(見圖1)。其主軸的轉(zhuǎn)數(shù)為15000r/min，對(duì)向頂軸的轉(zhuǎn)數(shù)為10000r/min，工作范圍直徑12mm，長(zhǎng)度200mm。
　　快進(jìn)速度達(dá)34m/min
　　由于快進(jìn)速度可達(dá)34m/min，總共五根工作軸的制動(dòng)和加速時(shí)間極短，由于對(duì)工件的正反兩面可以用兩個(gè)刀具進(jìn)行同步加工，因此這種自動(dòng)縱向車床可以有效地減少每個(gè)工件的加工時(shí)間。 
　　此外，在K16型機(jī)床上，新型高速控制裝置Fanuc 3li，以及專門為Citizen研制的Makros，大幅減少了停機(jī)時(shí)間。而且，這兩種相互獨(dú)立的機(jī)床系統(tǒng)在換刀和滾螺紋時(shí)，可以相互重疊運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步減少了停機(jī)時(shí)間。采用FMB公司的棒材裝料箱，使這兩種機(jī)床都可以保證原材料的自動(dòng)供給。這樣每班只需幾個(gè)人即可運(yùn)行，因而又減少了人員開支。



圖3 縱向進(jìn)給自動(dòng)車床在加工小而復(fù)雜的工件時(shí)，能夠保證最大的精度和重復(fù)精度

　　對(duì)Wilhelmi公司而言，起決定性作用的是加工的工件要有恒定的高質(zhì)量水平。長(zhǎng)期來看，兩臺(tái)Citizen機(jī)器都證明了其具有很高的精度，加工質(zhì)量上絕對(duì)沒有波動(dòng)。其原因在于機(jī)床的底座尺寸相當(dāng)大，主軸采用油冷，避免了因運(yùn)行發(fā)熱引起的材料膨脹，因而使自動(dòng)縱向車床具有特別高的熱穩(wěn)定性。這樣，用戶在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)當(dāng)中就會(huì)從極高的精度和重復(fù)精度中獲益。而且，這兩臺(tái)縱向進(jìn)給自動(dòng)車床擁有極短的改裝時(shí)間，加工非常靈活，在原材料相同時(shí)，即使批量極小，也可以經(jīng)濟(jì)合理地進(jìn)行加工。
　　附加組件提高效益
　　與傳統(tǒng)的橫向進(jìn)給車床相比，縱向進(jìn)給自動(dòng)車床在加工復(fù)雜的小型精密零件時(shí)要明顯更快(見圖2、3)。在特殊用途時(shí)，精密機(jī)床要加裝許多客戶專用的附加組件，這樣縱向進(jìn)給自動(dòng)車床的效益可以得到明顯的提高。