在批量生產(chǎn)中，采用多軸加工工藝無疑是一種可以大幅提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本的有效方法。這種方法既適用于車削加工，也適用于銑削加工。如果能夠把車銑兩種工藝集合到一臺(tái)機(jī)床上，只用一道工序即可把工件加工完畢，其優(yōu)點(diǎn)則將更為明顯。在這種情況下，由于工件換裝的工序可以省去，所以加工精度得到提高；同時(shí)，由于可以省去更換設(shè)備所需的時(shí)間，因此加工時(shí)間得以大幅縮短。
立式加工中心的專業(yè)廠商Stama公司已經(jīng)成功提供了雙主軸加工中心和MT型車銑中心。這家屬于Schlierbach加工中心制造家族里的最年輕的成員公司向市面提供了一種MC 526/MT雙主軸加工中心，通過雙主軸可以對(duì)螺紋進(jìn)行車、銑和切削等加工。
圖1 MC 526/MT雙主軸加工中心有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，可以進(jìn)行雙軸車削加工
預(yù)成形工件綜合加工
所設(shè)計(jì)的立式雙軸車銑加工中心可以同時(shí)在5個(gè)面上對(duì)預(yù)成形工件進(jìn)行綜合加工。對(duì)此，加工中心上的3個(gè)線性軸同時(shí)處于工件上，加工中心還設(shè)有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)90°的回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)上以266mm的間距分別設(shè)有2個(gè)傳動(dòng)軸。傳動(dòng)軸的最大轉(zhuǎn)速可以達(dá)到5000r/min，扭矩為80Nm，夾緊力為800Nm。所加工的工件的最大直徑為150mm。位于工件一側(cè)的主軸在車削加工時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而在銑削和鉆孔加工時(shí)，則與回旋軸一起負(fù)責(zé)定位。兩個(gè)銑軸帶有HSK-A63型支座，主軸通過法蘭盤與AC電機(jī)直接連接，由此，力矩最大可以達(dá)到140Nm，轉(zhuǎn)速可以達(dá)到10500、12000或15000r/min。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到20000r/min以上時(shí)，主軸也可以被用作驅(qū)動(dòng)軸。
對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)的驅(qū)動(dòng)和加工中心的定位及推進(jìn)動(dòng)作，均由螺桿/棘輪組合裝置和滾珠絲杠傳動(dòng)裝置來發(fā)出。當(dāng)X、Y、Z的行程分別達(dá)到400mm、400mm和360mm時(shí)，所有3個(gè)線性軸的高速檔均可以達(dá)到60m/min的速度。由于按照受力的原理，位于刀具一側(cè)的銑軸同時(shí)也負(fù)責(zé)刀具的更換，它必須向上朝著刀庫的方向定位，所以，Z軸會(huì)以大約1.2g的速率進(jìn)行加速或減速。X軸的加速度為0.5g，Y軸的加速度為0.8g。各軸配合的結(jié)果是從一個(gè)切削工序到另一個(gè)切削工序的時(shí)間為短短的2.4s。
據(jù)廠家介紹，加工中心投資費(fèi)用只增加大約30%，但是由于采用雙軸和五面加工，所以生產(chǎn)效率幾乎提高了一倍，單件加工費(fèi)用降低了大約30%。由于車、銑、鉆、切等步驟都可以在一道工序里全部完成，所以工件加工的精度提高了，加工時(shí)間也得到了縮短。
圖2 回轉(zhuǎn)臺(tái)可以對(duì)預(yù)成形工件進(jìn)行預(yù)加工
柔性夾具縮短換裝時(shí)間
當(dāng)然，現(xiàn)代化的加工中心只有在使用相應(yīng)高效的夾緊裝置的條件下，才能以其較高的切削和進(jìn)給速度,使較高的加速度和較高的主軸轉(zhuǎn)速真正達(dá)到較高的生產(chǎn)效率。夾具可以在很大程度上影響著刀具換裝時(shí)間和上料時(shí)間。而在這段時(shí)間里機(jī)器是處于停機(jī)狀態(tài)的。因夾具所限而發(fā)生的時(shí)間，有時(shí)候還有很多潛力有待挖掘。
把工件夾緊到機(jī)床上，根據(jù)機(jī)床類型和工件規(guī)格的不同，這是一件比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。針對(duì)樣機(jī)、小批量和單件的整體加工，夾具應(yīng)該盡量采用合理的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件結(jié)構(gòu)，使各個(gè)部件可以任意組合。通過這種柔性的夾具系統(tǒng)，可以對(duì)各種不同形狀和不同規(guī)格的工件進(jìn)行固定。使用既適用于小批量加工、又適應(yīng)于大批量生產(chǎn)的傳統(tǒng)的夾具系統(tǒng)，可以提高刀具的工作效率。夾具的生產(chǎn)廠家根據(jù)市場(chǎng)提供那些強(qiáng)力的、安全性好的夾具系列，從簡(jiǎn)單柔性夾具裝置，一直到多功能夾具系統(tǒng)。
