在這家水泵制造廠的車銑上，采用了一種剛性極好的夾緊系統(tǒng)，從而為提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)建了一個(gè)良好的。 當(dāng)人們看到安裝在Mori Seiki（森精機(jī)）公司經(jīng)銷商J&H公司車間內(nèi)的NT4250 DCG型機(jī)床時(shí)，Imo水泵制造廠也開始意識(shí)到，他們需要考慮購(gòu)置一臺(tái)裝備精良的車銑加工中心了，并在刀具夾緊系統(tǒng)方面精心做出選擇。他們意識(shí)到只有采用車銑合一的機(jī)床才能將多次裝卡調(diào)試合并在一起，通過(guò)一次裝卡調(diào)試，完成車削和銑削加工的任務(wù)，從而使該公司在螺桿加工生產(chǎn)方面實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。 該工廠的加工車間設(shè)立在North Carolina州的Monroe地區(qū)，Imo水泵制造廠的生產(chǎn)工程師Jonathan Hunter先生解釋說(shuō)：“最初，我們采用一種完全不同的方法對(duì)這些螺桿進(jìn)行粗銑削加工。當(dāng)初，我們需要采用多臺(tái)機(jī)床加工這些螺桿，而現(xiàn)在只需要一臺(tái)機(jī)床就可完成螺桿的全部加工。在車削加工、鍵槽銑削和螺紋銑削加工過(guò)程之間，我認(rèn)為我們可以省去5次不同的調(diào)試裝卡程序�！� 最后，該車間在一個(gè)獨(dú)特的接口處，選用了一種銑削加工，確切地說(shuō)應(yīng)該叫做Capto C6卡盤，對(duì)工件進(jìn)行加工，從而使機(jī)床達(dá)到了較高的切削效率，并使加工周期縮短了15%~20%。 Imo 水泵制造廠設(shè)計(jì)和生產(chǎn)各種形狀和大小的螺桿泵，其中水泵中的動(dòng)力轉(zhuǎn)子螺桿就是由該廠加工生產(chǎn)的一個(gè)特殊零件。該公司生產(chǎn)的水泵設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可在高速、高壓工作條件下運(yùn)行，噪音很低、應(yīng)用范圍極廣，適合應(yīng)用于各種領(lǐng)域。凡是在駁船和各種運(yùn)輸船只上，在商用海輪和軍艦的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)倉(cāng)內(nèi)都可以看到這類水泵的應(yīng)用，這里僅舉幾個(gè)例子加以說(shuō)明。 動(dòng)力轉(zhuǎn)子螺桿通常由4140鋼制成，采用電機(jī)傳動(dòng)，然后通過(guò)主動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)低脈沖泵的另外兩個(gè)隨動(dòng)螺桿。由于這種主動(dòng)螺桿，保證了這種3螺桿泵的穩(wěn)定，及其順利地運(yùn)行。為此，該車間必須保證其能在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上運(yùn)行，然后對(duì)其精確地對(duì)進(jìn)行加工，這一點(diǎn)是非常重要的。為了達(dá)到這個(gè)目的，Imo水泵制造廠需要改造原先的工藝段，即改造粗插削加工操作。這種操作涉及到螺紋的粗銑削加工，其加工中使用的刀具是一把 3/4in（1in=25.4mm）的4切削槽碳化物硬質(zhì)合金端面。 Big Kaiser公司的副總裁Jack Burley先生評(píng)論說(shuō)：“對(duì)零件本身來(lái)說(shuō)，這個(gè)鍵槽是一個(gè)關(guān)鍵部位，對(duì)整個(gè)工藝的成敗起著決定性的作用�！�
圖1 采用以前的方法，因刀具夾緊力不夠，加工時(shí)容易產(chǎn)生顫振噪音和發(fā)生振動(dòng)。采用新型銑削加工卡盤以后，刀具的夾緊剛性增加，因此可使該公司機(jī)床的加工周期縮短，并提高切削精度 顫振噪音 到目前為止，該公司仍然沒有解決如何以足夠的剛性來(lái)夾緊碳化物硬質(zhì)合金端面銑刀，以達(dá)到他們所需要的切削深度（DOC）和螺紋高速粗銑削加工所必需的高速度。Imo水泵制造廠意識(shí)到，刀具的夾緊力不合適，可能會(huì)導(dǎo)致加工后的表面光潔度粗糙，并且會(huì)頻繁地引起刀具的斷裂和工件的粘連。為此，該制造廠進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。 J&H機(jī)床公司在其North Carolina州的Charlotte工廠內(nèi)進(jìn)行了各種各樣的試驗(yàn)。在試驗(yàn)期間，他們?cè)?jīng)嘗試了各種方法，但事實(shí)證明，這一切似乎都不切合實(shí)際，在加工周期和同心度方面都不能令人滿意。例如，采用端面銑刀的刀夾和ER彈簧卡頭都有一定的局限性�？傊�，對(duì)這個(gè)領(lǐng)域而言，這兩種刀具夾緊方式都缺乏必要的剛性特點(diǎn)，這就意味著零件的加工速度會(huì)比較緩慢。 Hunter先生解釋說(shuō)：“在粗加工期間，ER彈簧卡頭實(shí)際上會(huì)使刀具從刀夾中拉出，從而造成切削加工的尺寸不到位。標(biāo)準(zhǔn)的端面銑刀刀夾能夠?qū)Φ毒弑旧懋a(chǎn)生額外的力。當(dāng)它采用這樣的方式夾緊時(shí)，我注意到刀具會(huì)產(chǎn)生額外的磨損。過(guò)量的振動(dòng)會(huì)引起過(guò)量的應(yīng)力，從而導(dǎo)致端面銑刀向后退縮。采用這種類型的，我們只能達(dá)到切削深度的一半。此外，由于我們采用的運(yùn)行速度較低，夾頭容易與工件粘連。” 正確的連接方法 經(jīng)過(guò)幾個(gè)星期的試運(yùn)行以后，還是無(wú)法滿足預(yù)定的操作參數(shù)，該試驗(yàn)工作組開始公開征求意見，并向Big Kaiser公司的地區(qū)經(jīng)理Richard Bevers先生咨詢。該加工車間根據(jù)某一個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)選用了可以與主軸接口兼容的Capto C6卡盤。正如Burley先生所解釋的那樣，Capto C6接口卡盤具有一定的剛性基礎(chǔ)，如采用適當(dāng)?shù)牡毒邐A緊系統(tǒng)，其剛性還可進(jìn)一步加強(qiáng)。 Burley先生解釋說(shuō)：“這個(gè)主軸接口由一個(gè)三葉式錐形公扣接頭組成，因此當(dāng)將其放入到接口時(shí)，實(shí)際上不需要采用驅(qū)動(dòng)鍵連接。由于其處于微型錐度之上，因此可以使其在主軸上精確定位�！� 作為一家特許的Coromant Capto系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，Big Kaiser公司可以提供多種刀具夾緊系統(tǒng)，它們可以與配有Capto接口的主軸相匹配。經(jīng)過(guò)對(duì)這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的審核以后，Bevers先生認(rèn)為采用 Mega Double Power公司的銑削加工卡盤可以解決與其他兩個(gè)相關(guān)的顫振噪音問(wèn)題。然后通過(guò)庫(kù)存供貨，刀具就可以被立即安裝到操作系統(tǒng)之中了。由于振動(dòng)問(wèn)題得到了解決，從而使Imo水泵制造廠提高了DOC水平，以及進(jìn)給率和工作速度。
圖2 采用這種配置，可使冷卻液的密度有利于切削槽的沖洗，即使是使用內(nèi)部不帶冷卻液輸入孔的刀具時(shí)也是如此 較高的同心度 按照生產(chǎn)廠的說(shuō)法，夾具本身的剛性及其夾緊刀具的方式可以消除機(jī)床的振動(dòng)。在相當(dāng)于4倍的直徑時(shí)，其鎖緊螺母的配置方式可使卡盤的精度達(dá)到0.0002 in，這就意味著與工件相接觸的所有切削槽都可以進(jìn)行均衡的切削。 剛性?shī)A緊從刀具夾緊裝置的外徑開始，這個(gè)裝置是完全對(duì)稱的。為了使刀具緊固就位，操作員只需采用一把專用扳手，將這一螺母按順時(shí)針?lè)较驍Q緊就行了，這種扳手是根據(jù)Mega公司的扳手復(fù)制的，與螺母的直徑匹配，可作為一個(gè)單向離合器使用。它可緊緊地夾住光滑的外徑，但不會(huì)在夾緊螺母上遺留扳手牙印。當(dāng)螺母全部擰緊以后，可在刀具夾緊裝置與螺母之間形成雙重接觸面。 Burley先生說(shuō)：“這種銑削加工卡盤具有很高的夾緊力，其夾緊力相當(dāng)于普通夾頭的7~10倍以上。如果與端面銑刀的夾具比較，它可以提供非常優(yōu)秀的徑向跳動(dòng)誤差精度、較高的質(zhì)量和減震能力。當(dāng)?shù)毒咔腥牍ぜ䲡r(shí)，依靠這些能力可大大提高切削速度，由于刀具的夾緊結(jié)構(gòu)具有巨大的剛性，再加上刀具的防振性能，使切削加工更加平穩(wěn)順利。 Burley先生估計(jì)，Imo水泵制造廠在采用了這種刀具解決方案以后，與原先的ER夾頭和標(biāo)準(zhǔn)的端面銑刀夾具相比，其DOC效率和進(jìn)給速度都可提高3倍以上。 Imo 公司在提高切削效率方面已取得了顯著的進(jìn)步，這一切也應(yīng)歸功于Big Kaiser公司的雙擊技術(shù)（DS）。所有Big Kaiser公司的刀具夾緊裝置具有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的特色，其周邊的冷卻系統(tǒng)可將冷卻液通過(guò)夾具直接傳送到端面銑刀的刀刃之上。對(duì)此Burley先生解釋說(shuō)：“ 刀具夾緊裝置上有很多小孔，允許冷卻液從小孔流過(guò)，這不但有利于沖去切屑，而且還可以冷卻刀刃�！� 自從2007年5月起，這臺(tái)車銑加工機(jī)床開始在Imo水泵制造公司的Monroe生產(chǎn)廠安家落戶。由于該機(jī)床本身的加工能力，再加上新型銑削加工卡盤的功能，使該廠的螺桿生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了流水作業(yè)。該公司除了提高刀具使用壽命之外，還使刀具的平均調(diào)試裝卡時(shí)間節(jié)約了35%，并且大大提高了生產(chǎn)效率。 Hunter先生說(shuō)：“我們注意到，這種特定刀具的使用壽命有了很大提高，但我們只是增加了一個(gè)卡盤而已�！备鶕�(jù)大家的說(shuō)法，雖然刀具夾緊系統(tǒng)本身的初期費(fèi)用要比其他選件昂貴一些，但還是值得配置的。最后Bevers先生總結(jié)說(shuō)：“刀具系統(tǒng)是至關(guān)重要的，它對(duì)提高生產(chǎn)效率起著非常明顯的作用。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這要比在刀具夾緊系統(tǒng)上節(jié)約幾個(gè)美元更值得重視�！� |
