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　　最近處在自由化市場競爭環(huán)境之中每家制造商越發(fā)表現(xiàn)出股權投資多軸機床的市場需求，以求獲得高精高質(zhì)的加工和高股權投資投資回報(高利潤)。最受歡迎的多軸機床為5軸機，包括5軸協(xié)同機床和“3+2軸”機床，因為5軸機能滿足簡潔化/無人操作方式的要求。在此，他們將介紹通過集中加工同時實現(xiàn)鼓點延長的事例，和他們的機床。

　　1.Introduction引言

目前對5軸機床的市場需求所呈現(xiàn)的趨勢為：在提高質(zhì)量、削減成本的基礎上，力爭同時實現(xiàn)延長從研發(fā)設計到制造出成品這一環(huán)節(jié)的澤列涅。有了高精度的機床，客戶期望能略去或增加精整、拋[磨]光的成品[1-2]。在此，他們以汽車變速器產(chǎn)品原型為例做些說明(見圖1)。加工此鉆孔通常須要加進多種設備如：數(shù)控滾珠軸承，EDM(振動加工機)，電弧成形加工和陰極加工設備。此鉆孔的花紋加工不須要協(xié)同相互配合可傾及轉(zhuǎn)動軸，或是深切斜倒區(qū)域(undercut)，所以無須采用5軸機。然而，西村公司的5軸機組合以切削機能，能用一臺機床替代上述所需各種設備，因而能成功同時實現(xiàn)精簡加工成品過程、增加裝夾時間，從而大大降低整體成本。結(jié)果加工鼓點增加了約54小時，因為諸如數(shù)控滾珠軸承、EDM(振動加工機)，電弧成形加工和陰極加工設備，加工中心的圓角加工，手工打磨等加工成品都能省去。見圖3，與傳統(tǒng)加工工藝的比較。西村公司推薦采用的機床為“Mytrunnion-1”,此機型為“Mytrunnion”系列中最小型的5軸協(xié)同立式加工中心。為了體現(xiàn)/同時實現(xiàn)真正的益處，機床還必須要有良好的搖擺式操控性以保證的采用壽命。西村公司的Mytrunnion-1的配置為：具有高搖擺式操控性的硬軌結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的加速/減速操控性，高速高剛性30,000min-1切入點，和轉(zhuǎn)螺配飾的轉(zhuǎn)動滾珠軸承/分度盤(由轉(zhuǎn)動軸支撐其兩端，相同于僅是靠一端支撐的臺面安放配飾atableontablestyle)，并且硬軌為感應處理硬化和精密研磨工藝，相互配合觸面為樹脂貼塑。因而在高速進給研磨時西村機床可提供高于其他機床7倍的抗震能力(圖2)。所有上述機床特點的總和，可令機床具有重研磨的能力，不僅加工耐酸性好，且壽命更長。就此事例，他們希望強調(diào)這樣一個事實：將對稱工件裝夾于滾珠軸承中心，西村機床能同時實現(xiàn)連續(xù)高精度加工，而無須設定鉆孔各加工點的鉆孔座標。

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該鉆孔為產(chǎn)品原型，不是量產(chǎn)。量阿庫縣，該鉆孔的加工分為多道相同成品，各成品須要加進相同的工裝，而采用此種加工方式來加工產(chǎn)品原型則是非常低效率的。采用Mytrunnion-1各種機能，他們能增加成品，提高效率，同時確保精度在公差范圍內(nèi)。在此，他們再來看一下加工工藝和加工該鉆孔所須要的機床機能。要保證采用多軸機床展開量阿庫縣的高精度，經(jīng)常須要調(diào)整鉆孔座標系統(tǒng)的參照系[3-4]。這個調(diào)整能通過一個自動碰觸探針同時實現(xiàn)(圖3)，但是產(chǎn)品原型的加工則無須這樣做。

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　　2.1MachiningtheoutercircleandboringaholebyusingtheCNCturningfunction

借助CNC切削機能來加工方型及鏜孔方型和安裝傳動軸的(鏜)孔的精度有圓度要求。西村的Mytrunnion-1借助直驅(qū)馬達來驅(qū)動轉(zhuǎn)動滾珠軸承，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速高達1100min-1。該滾珠軸承能在切入點上裝有車刀時做轉(zhuǎn)動操作方式。所以這樣子能免去在相同成品設備(銑床機床-滾珠軸承)加工時再次重新裝卸所造成的失誤。因而鉆孔的加工精度得以提高。而且，他們還能在鉆孔處在傾斜位置時展開滾珠軸承轉(zhuǎn)動操作方式，這樣他們能展開鉆孔背面的圓角加工，因而能略去另行二次加工。

　　2.2MillingtheOutsideandinsidewith5-axissimultaneouscontrol

　　借助5軸機床的聯(lián)軸控制機能展開鉆孔的內(nèi)部和內(nèi)部銑床加工該鉆孔內(nèi)部有變速齒輪齒，各齒的內(nèi)面必須要有均勻的厚度以使其輕盈。長的端車床能用來慢慢加工各坎氏的溝槽(鉆孔的花紋是沒有倒鉤的)。而采用5軸加工中心能允許他們采用短的端車床，從而能改善研磨加工的條件。如此能延長鼓點。由于能做到一次裝卡來同時加工鉆孔的內(nèi)部和內(nèi)部，除了省卻一次裝卡的時間，還能避免鉆孔任一面的錯配。

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　　2.3Reliefholeontheperipheryandprojectionattheend

　　外緣和端部凸出處的排出孔通常排出孔是垂直于每個齒的表層的。盡管附圖照片無法清楚顯示,借助5軸協(xié)同加工中心相互配合以Swarfcutting研磨加工技術，就能在短時間內(nèi)完成不相同錐形表層的加工。該鉆孔本身是不能用圓角設備()加工的。將鉆孔放入加工中心機床(Vs滾珠軸承)，額外的行程能允許同時實現(xiàn)加工該鉆孔的三處凸出處，而無須重新裝卡。內(nèi)圓處的鍵槽能直接加工，無須變動轉(zhuǎn)動軸的方向。相對于中心和垂直的定位精度得以大幅提高。

3.ToolCenterPointControl,TiltedWorkPlainCommand中心點控制(TCP)，傾斜面加工指令(TWP)

采用5軸加工中心(5軸協(xié)同或3+2軸)加工時，如果借助TCP，TWP的機能，則能另得您能夠采用各類5軸加工中心、多種多樣的來加工各種相同花紋的鉆孔。而且，即便加工研磨條件有些變化，其加工程序的修改也相對簡單。借助了這些5軸控制機能，則須要用CAM來重新程序的時間大幅增加，如此能提高生產(chǎn)效率[5]。TCP機能令圖形(輪廓)編程變得可能，傳統(tǒng)做法是必須分成細小線段，借助相同的概念即一根軸正交(獨立)于3軸，如直線插補，圓形插補，及其他。在此事例中，鉆孔是裝卡在轉(zhuǎn)盤中心的，如果他們借助TCP，TWP,則即便鉆孔是偏離中心的，他們?nèi)耘f能同時實現(xiàn)加工(將計算出偏離于實際中心的數(shù)值設入?yún)?shù)中)。通過此方法，不論鉆孔裝卡在何處，他們他們都能用相同的程序。然而，如果因室溫變化或長時間連續(xù)加工導致參照系變化,則加工精度會明顯變差。在西村公司，即便是再小的機床，如在此介紹的機型，所有安裝結(jié)合接觸面都采用精湛的手工刮研工藝。所有西村的機床都可同時實現(xiàn)并保持長期的超高精度，這是基于手工刮研工藝所確保的垂直度和平行度(圖4)。西村機床還標配有“智能高級熱位移自動補償機能”(IAC,取得專利于2001年)(圖5,6,7)，機床內(nèi)部裝有溫感應裝置，工廠環(huán)境溫度變化導致的熱位移會通過補償(基于經(jīng)驗)至鉆孔原點從而將此影響增加。最新的版本在環(huán)境溫度變化為+/-5°C范圍內(nèi)時，幾乎能完全補償消除此類影響。

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　　4.Conclusion結(jié)論

我在此所介紹的鉆孔是一個極好的事例，即能通過將多次裝卡工藝精簡為僅一次裝卡，他們能增加設備股權投資和相關人員的工作量。圖1所示的鉆孔是從胚料開始加工的，加工為成品僅需一次裝卡。其結(jié)果，于傳統(tǒng)加工方式即EDM加工相比，能節(jié)省54小時。總體來說，EDM加工方式一直都被視為加工硬質(zhì)材料(molybdenum,Inconel,及其他硬化材質(zhì))的最高效方法。盡管EDM加工方式在量阿庫縣被普遍采用，但是像今天這樣的產(chǎn)品原型加工事例確并不適用。相比較之下，加工中心的鼓點時間大為節(jié)省，能體現(xiàn)其成本效率方面的明顯優(yōu)勢.但是借助5軸加工中心加工如此堅硬材質(zhì)，機床本身必須要有極好的抗振操控性，因而西村的“Mytrunnion”系列采用的是硬軌技術，這在長時間連續(xù)無人加工時其優(yōu)勢顯著。并且，如果能夠同時實現(xiàn)用5軸加工中心僅一次裝夾來完成生產(chǎn)數(shù)量不多，且復雜，多面的鉆孔，也便于生產(chǎn)、交期，工藝管理。且針對更長時間的無人加工，多樣化產(chǎn)品加工，該機床能加裝7或21面的工作托盤單元。所以說5軸加工中心必須要有剛性。首先，西村的“Mytrunnion”系列為轉(zhuǎn)動滾珠軸承在可傾轉(zhuǎn)螺上的配飾，如此在鉆孔平行或傾斜時能改變傳達至滾珠軸承的重量分配。尤其在如今，機床的加速度(加速及減速時)通常超過1G。如果機床結(jié)構(gòu)不能承受此速度，則高精機床亦根本無從談起。其次，如果鉆孔能被傾斜，則能令能更加地接近鉆孔，如此能采用更短的加工，更短的意味著能改善加工條件(同時實現(xiàn)高速高進給的研磨)。但是機床必須要具有高剛性和好的搖擺式操控性，否則難以改善加工表層的質(zhì)量。第三點，能采用更短的能提高粗加工時的效率。如果機床的剛性無法滿足重研磨的要求,機床會產(chǎn)生震動，加速的損耗。這樣子的話，你就無法延長粗加工的時間。綜上所訴，機床本身的剛性好，對5軸加工中心來講，有利于其同時實現(xiàn)高速、高精度的加工。為了充分發(fā)揮客戶所采用機床的操控性，西村公司一直以來在制造機床時都不會忘記考慮到機床的操。西村公司始終認為‘親近用戶’應該是被最優(yōu)先考慮的，所以在開發(fā)最新款5軸加工中心時，西村公司非常重視如何最大限度地發(fā)揮、提升機床操作方式員的潛能和工作表現(xiàn)(具體的講，比如如果能增加裝卡次數(shù))。將來會有更多借助5軸加工中心來制造產(chǎn)品開發(fā)原型的情形發(fā)生，因為這類復雜的鉆孔越發(fā)少會被量產(chǎn)。目前采用5軸機床最為普遍的例子(行業(yè))是航空業(yè)，該行業(yè)的所謂量產(chǎn)概念明顯相同于汽造業(yè)，一般僅為600件左右。因而，現(xiàn)今的借助5軸加工中心來做產(chǎn)品原型制造加工的趨勢將變得愈發(fā)普遍。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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