缩短加工时间、简化组织结构、降低成本和改进质量,所有这些都是简化生产设备链的推动力。实现这个目标的技术策略便是在机床设备上集成多种加工工艺。图1所示为一种配备有铣削和激光加工功能的机床设备。
多工艺技术设备方案
在图1中可以看到所装备的激光单元。此类设备大多拥有两个或多个不同的基本加工工艺,因此可以被视为是多功能加工设备。多工艺技术的优势在于减少加工环节,整体利用所配备的所有工艺,或者通过对单个或相应的工艺进行选择,可以对不同生产订单做出灵活反应。本文将对多工艺技术现状做出介绍并对各种不同的多功能设备进行系统区分。
机床设备上的各种不同的基本工艺可以通过加装相应的工作单元(AE)来实现。所设计的机床设备可以适用于单件或多件加工,并配备有一个或多个AE加工单元。如果有多个AE单元的功能同时启动,则需要对各工作单元的动态耦合或脱耦相对运动进行区分。在基本型多工艺技术设备上,可以对这些特征进行组合应用。下面将对实际工作中使用成熟的基本型设备作一介绍。
在按先后工序对工件进行加工时,各个工作单元也按先后顺序对同一个工件进行加工。工作单元可以被固定在工作室内(图2),也可以被直接安设在设备上。图2所示为钢板冲压和激光加工例子。
同步加工提高生产效率
在对单个工件进行并行异步加工时,多个工作单元同时对同一个工件进行加工。图3所示为一个双立柱多功能加工中心,它带有一个车削单元(左)和一个精密镗磨单元(右),可以实现多部位同时加工。
这个例子借助于MAG-IAS型机床设计而得,每个柱体在工件的一侧单独运行,工件通过旋转台进行转动,因此工件的四个面都可以采用现有的工艺接受加工。
在多工件并行异步加工时,多个动态脱耦的工作单元则可以同时对多个不同的工件进行加工。执行多工件加工任务的机床设备在结构上可以允许对两个或多个工件进行同时加工。如果是系列加工作业,工件则依次进入工作室的工作位接受加工。
图4所示在一台多功能加工中心上采用对立轴进行开槽和滚铣作业的例子。B开槽单元在主轴上进行加工作业;而在对立轴上,C滚铣单元则同时在进行加工作业。图上没有反映出来的有预车削加工。因此,设备配备有三种基本切割工艺技术。在两个加工轴之间的箭头方向上对工件进行传送。开槽单元做出振动切割动作,主轴则被用作C轴。在滚铣单元上,刀具轴和对立轴实现同步化。
耦合各工作单元条件下的多工件同时加工
在实施多工件同步加工工艺时,多个动态耦合的工作单元同时对多个工件进行加工。对此,多轴车铣加工设备便是一例。图5右侧所示为带有五个NC轴的双轴车铣机床。在车削作业中,带有立式刀具的刀具夹持装置被用作车削轴。而针对铣削作业,在经过动力转换之后,车削轴则被用作C轴,工件接受旋转刀具的加工。
机床行业在持续研发新技术。其中一项便是所述的多工艺整合技术。通过组合采用多部位和多工件加工技术,可以实现高效灵活的产品生产。
对于用户来说,这同时也是生产创新工作。把工作流程集中到一台或少数几台设备上的做法简化了生产物流需求,也缩短了车间和生产线上的加工时间。
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