為生產(chǎn)型車床選用最佳棒料進給系統(tǒng)

       如今市面上有兩種棒料進給裝置 — 液體靜壓型和液體動壓型。在特定的應(yīng)用場合，它們各具優(yōu)點。  
       在液體靜壓型棒料進給系統(tǒng)中，棒料放在一系列導向通道上，這些通道通常是用塑料材料制成的。這些通道與蛤殼相象，帶有可以環(huán)繞棒料合攏的上半部分和下半部分，以便將棒料固定到位并在車削過程中保持穩(wěn)定性。在必須更換之前，這些導向通道一般可以接受較寬范圍的尺寸。液體靜壓型棒料進給系統(tǒng)為自動儲料式系統(tǒng)，一般具有12英尺的棒料容量，可以自動重新裝載棒料。  
       在液體動壓型棒料進給系統(tǒng)中，棒料被夾持在進給筒中，并由壓力油圍繞。對大多數(shù)液體動壓型棒料進給系統(tǒng)而言，都需要手動上料，每次一根棒料。若要改變液體動壓型棒料進給系統(tǒng)的棒料尺寸容量，則進給筒必須更換。  
       除了各個系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)方面的差異外，另一個差異是使用液壓油的方式不同。在液體靜壓型系統(tǒng)中，在各個封閉的導向通道中泵入大量油以形成液體動態(tài)支持，而棒料推動或棒料前進機構(gòu)獨立于油系統(tǒng)，并由伺服電機操縱。
      液體動壓型棒料進給系統(tǒng)既用油來給推動棒料的推動器活塞施加壓力，同時還往進給筒前面供油，以形成液體動態(tài)支持。隨著棒料自轉(zhuǎn)，油圍繞棒料旋轉(zhuǎn)并頂住它，同時還頂住棒料進給筒內(nèi)徑，以形成流體支承或液體動態(tài)楔塊。這種動作將棒料定位在進給筒中心，同時還起到噪音阻尼器作用。隨著棒料速度增加，定心力也增加。  
      無人看管與有人看管操作  
      哪個更好？這種選擇完全依賴于應(yīng)用場合；但是，每種類型都有一些購買前必須了解的性能因素。讓我們來看一種典型的應(yīng)用場合 — 單主軸瑞士型CNC車床 — 以建立進行比較的基礎(chǔ)。  
     為該機床挑選棒料進給系統(tǒng)，第一個要考慮的因素是零件數(shù)量。經(jīng)驗告訴我們，如果零件批量為好幾千，那么全長自動儲料型液體靜壓棒料進給系統(tǒng)將是最佳選擇。這是因為液體靜壓棒料進給裝置基本上是一種自動系統(tǒng)。如果大批量零件加工需要進行無人看管操作以提高效率，則液體靜壓型棒料進給裝置會比液體動壓型更好地滿足這種操作需要。
      如果加工批量為幾百件，則可以采用液體動壓型棒料進給系統(tǒng)。液體動壓型棒料進給系統(tǒng)可以看作是部分自動化。當零件以幾百件的批量加工時，操作員仍然可以高效地照看多臺機床。盡管液體動壓型棒料進給裝置要求各個棒料通過手動上料，但對于小批量加工而言生產(chǎn)量方面的影響是極小的。 
      這樣就引出了購買時要考慮的另一個關(guān)鍵問題 — 待加工零件的長度以及加工零件所需要的循環(huán)時間。如果加工循環(huán)時間很快且零件很長，則12英尺的棒料加工時間在某些機床上不會超出10分鐘左右。如果是這種情況，則應(yīng)該考慮采用液體靜壓型全長自動儲料式棒料進給裝置。它具有自動上料功能，是這種應(yīng)用的最佳選擇。  
      對零件尺寸小或者對難切削材料進行加工因而需要較長循環(huán)時間的場合，可能需要一整天才能加工完一根12英尺的棒料。一般地，對于這種應(yīng)用場合，操作員始終在場。操作員始終在檢查零件，可能每隔一個零件檢查一次，因此無須進行完全自動化操作，液體動壓型棒料進給系統(tǒng)將是最實惠的選擇。
      如今人們趨向于采用越來越高的轉(zhuǎn)速，特別是在單主軸瑞士型機床上。隨著轉(zhuǎn)速增加，棒料的不穩(wěn)定性也增加。進給筒的內(nèi)徑越接近棒料的直徑，系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越高，轉(zhuǎn)速也可以越高。對于液體動壓型棒料進給系統(tǒng)，客戶可以經(jīng)濟地選擇最佳的進給筒內(nèi)徑。液體動壓型棒料進給系統(tǒng)制造商，如Lexair等，以較小遞增直徑的方式制造進給筒（對Lexair而言增量為1/8英寸），并且可以針對任意棒料直徑而制造專用進給筒。  
      這種靈活性對液體動壓型棒料進給系統(tǒng)而言是一個關(guān)鍵的優(yōu)點。如果某個車間要加工大量不同直徑的棒料，生產(chǎn)批量又不高，那么選擇液體動壓型棒料進給系統(tǒng)，可以快速而簡單地切換到適當?shù)倪M給筒尺寸。切換可以在不到一分鐘的時間內(nèi)完成。而液體靜壓系統(tǒng)，若要適應(yīng)不同的棒料尺寸需要，則必須更換導向通道，因此需要較長的更換時間，這樣就需要較長的機床停機時間。  
     考慮的底線  
     成本是在正確選擇棒料進給系統(tǒng)時要考慮的一個主要方面。液體動壓型棒料進給裝置的成本為1~2萬美元。液體靜壓型棒料進給系統(tǒng)的成本可以為2~5萬美元，許多價格在3~3.5萬美元。但是，棒料進給系統(tǒng)的成本必須用車削設(shè)備的成本來權(quán)衡。  
    幾年前，螺釘機床的價格為20萬美元，因此給它配一個3~4萬美元的液體靜壓型棒料進給系統(tǒng)并不為過。如今，瑞士型螺釘機床的售價在7萬美元范圍內(nèi)，因此在液體靜壓型棒料進給系統(tǒng)上花費主機50%的價格就很難說得過去，何況低成本的液體動壓型系統(tǒng)也可以是一種可行的選項（這一點要依據(jù)機床的車削操作類型而定）。液體動壓型棒料進給裝置還是裝備舊螺釘機床的良好選擇。因此，做選擇要考慮的關(guān)鍵方面還是零件數(shù)量、零件長度和循環(huán)時間等。 
       每種類型的棒料進給系統(tǒng)都可以很好地支持棒料，并且如果裝夾合適的話，兩種系統(tǒng)的實際棒料進給性能也沒有重大差異。  
       根據(jù)系統(tǒng)將如何使用來作出購買決定吧。有了這個準則，您將選到適合特定應(yīng)用場合的最佳棒料進給系統(tǒng)。  
       棒料進給系統(tǒng)幫助醫(yī)療部件供應(yīng)商提高生產(chǎn)率  
       在競爭特別激烈的醫(yī)療器械制造行業(yè)，生產(chǎn)率方面細微的改善就意味著是成功還是失敗這么巨大的差異。  
       在明尼蘇達州Minneapolis市的MedSource技術(shù)公司，通過給瑞士型車床添設(shè)緊湊的棒料進給裝置，提高了大量醫(yī)療器械零件的制造生產(chǎn)率。  
   MedSource技術(shù)公司是一家為醫(yī)療器械行業(yè)提供制造服務(wù)和供應(yīng)鏈管理解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，在生產(chǎn)小尺寸、復雜零件方面具有悠久的歷史。位于Minneapolis市的Brooklyn 
Park廠負責給整個生產(chǎn)能力提供原型，并且可以對復雜零件在微細尺寸至1英寸直徑范圍內(nèi)，針對包括不銹鋼、鈦、鉑及MP35N等在內(nèi)的多種材料進行加工。當前，該公司正為起博器、電震發(fā)生器以及牙科植入物制造大量的關(guān)鍵零部件。大多數(shù)這樣的零件從直徑為1/8英寸的棒料開始加工，成品直徑為0.030英寸~0.090英寸。在生產(chǎn)基礎(chǔ)上將公差保持在±0.0001英寸，粗糙度平均為32 RMS。 
       降低振動  
        MedSource技術(shù)公司之所以能夠達到這么高的精度，其中一個原因是添設(shè)了棒料進給系統(tǒng)，它大大降低了公司70臺CNC瑞士型Nomura(野村)及Citizen(西鐵城)車床上加工操作中的棒料振動。  
       在2年的時間里，MedSource技術(shù)公司安裝了12臺由Lex air公司設(shè)計制造的Mini-Rhinobar單筒液體動壓棒料進給裝置。該公司后來又安裝了另外18臺。Mini-Rhinobar系統(tǒng)是專門針對瑞士型CNC車床及小型、固定主軸箱型CNC車床而設(shè)計的。它可以配備最多16個進給筒(采用1/8英寸增量)來處理直徑為1/8~15/8英寸的棒料，可以處理的棒料長度為6英尺或12英尺。在MedSource技術(shù)公司，棒料尺寸一般為1/8~1/4英寸，偶爾有些1/2英寸的鈦材質(zhì)棒料。  
        MedSource技術(shù)公司的第一工序領(lǐng)班Dave Thomas說：“在安裝這些棒料進給裝置之前，我們曾經(jīng)采用重力進給系統(tǒng)來給每臺機床供料。”Thomas先生解釋說，重力進給系統(tǒng)是通過重力使棒料對著刀具。“對于重力進給系統(tǒng)，達到一定的轉(zhuǎn)速時棒料就開始抖動，因此無法保證嚴密的公差及光潔度。”  
       由于棒料進給系統(tǒng)改善了棒料的穩(wěn)定性，因此公司可以提高機床轉(zhuǎn)速。“我們發(fā)現(xiàn)棒料進給裝置的第一大好處是，它給我們配備回轉(zhuǎn)導向套筒的CNC機床保證了棒料的穩(wěn)定性。機床上的回轉(zhuǎn)套筒隨棒料一起轉(zhuǎn)動，我們可以提高轉(zhuǎn)速，因此自然可以提高生產(chǎn)率。”
       棒料進給裝置設(shè)計用于提高棒料穩(wěn)定性和降低車間噪音。油充注到棒料和進給筒之間的間隙中，起噪音阻尼器作用。隨著棒料開始轉(zhuǎn)動，液體動壓作用力將它移往進給筒中心。隨著棒料速度的提高，定心力也提高，以減少振動。油流和壓力用單個Lexair閥控制，以保證維護的簡便性。前面的擺動機構(gòu)包括一個可以幫助降低棒料振動的大型筒狀夾緊裝置、符合人體工學方式布置的控制器以及可以簡化系統(tǒng)操作的安全聯(lián)鎖開關(guān)。  
       Thomas先生估計，對于某些工件，操作員可以在瑞士型機床上提高50%的轉(zhuǎn)速，平均可以提高30%。總的生產(chǎn)率大約改善20%。 
       充分利用瑞士型機床中的改良技術(shù)  
       如今的瑞士型車床循環(huán)速度更快，加工公差也要小得多。例如，西鐵城L-20機床采用先進的伺服技術(shù)，將循環(huán)時間減少了20%，使棒料進給系統(tǒng)成了生產(chǎn)設(shè)備中一個關(guān)鍵部件。  
      對這種制造操作的生產(chǎn)率起關(guān)鍵作用的，是車削中心與棒料進給系統(tǒng)形成的組合體所實現(xiàn)的單次裝夾功能。Mini-Rhinobar可以采用遠程便攜式操作面板進行操作。借助“棒料結(jié)束”信號和自動推動器的縮回動作，Mini-Rhinobar系統(tǒng)可以進行無人看管操作。  
      Thomas先生說：“當棒料結(jié)束時，報警器發(fā)聲，操作員推出加工好的零件，裝上新的棒料，將它移入并測試拉套是否緊密�？偟陌袅细鼡Q時間大約為3分鐘。”  
      液體動壓棒料進給裝置結(jié)構(gòu)緊湊，適合大型或小型車間使用。MedSource技術(shù)公司所用的型號，總長大約為17英尺。  
      Thomas先生說：“我們已經(jīng)發(fā)覺棒料進給裝置對維持高生產(chǎn)率具有至關(guān)重要的意義。它們所需要的車間空間是唯一要預先規(guī)劃的一個問題。Mini-Rhinobar占用極小的地面空間，這是它的一個優(yōu)點。”