車銑復合的高效加工

在市場經濟的浪潮下，所有的企業都在追求效益，因此人們更多地把注意力集中在加工效率上，目前流行的高速加工被普遍認為是提高加工效率的有效手段之一；在眾多的展會上，人們可以看到各種各樣的高速加工設備，可謂是風光無限；高速加工帶給人們的最直觀的感受是主軸轉數和切削速度的提高，加工時間明顯縮短；但是從企業獲利的角度來看，高速加工并不適合所有的企業；因為風光無限的外表下面，需要有一個龐大的開支來支撐。高速加工設備的投入不僅僅是設備本身，同時還包括機床維護和使用成本，這些都遠遠高于普通設備。最明顯的就是刀具、冷卻介質等常規耗材的高成本；此外，機床的維修成本，意外損耗等，都會給他的擁有者帶來瞠目結舌的“意外驚喜”。這些原因致使很多高速加工設備最終都被當成了常規設備使用，失去了它應有的價值和功能。實際上，高速加工只適用于產品附加值高、技術水平先進的少數企業。
　　其實在提高加工效率方面，高速加工只是手段之一；在上世紀末期高速加工設備所必需的直線電機、電主軸、刀具耐久性方面取得了一些技術上的突破，使得高速加工得以快速發展至今。其實我們還有一條路走，就是通過提高機床功率或增加刀具負載的方法，來提高材料去除率，我們稱之為“強力切削”；機床的功率提升不是大問題，機床結構的剛性和刀具的耐久性是最大的瓶頸。但是我們在有限的條件下，通過機床結構設計優化、合理的刀具選擇以及工藝方案的優化，充分發揮機床的性能，也可以有效地提高加工的效率，是目前最經濟有效的方法。
　　復合加工是加工方式發展的另外一個方向，最常見的是車銑復合加工、鏜銑加工，在理論上它可以節省很多的工藝準備時間和簡化工藝流程，是提高產品質量和生產效率的有效手段。但是此類設備價格相對較高。
　　以上的幾種加工方式都是為了提高加工效率，其實，提高加工效率不僅僅體現在設備應用方面，在刀量具、工裝夾具的應用方面，我們也可以找出提高效率的方法。在這些方法得以應用的加工領域中，我們把他們統稱為“高效加工”
　　下面我們以車銑復合設備的應用為例，探討一下如何充分發揮設備的效率。設備的效率能否得到充分的發揮，是企業能否獲利的決定性因素。這里我們從質和量這兩個角度來看，一方面由于采用了有效的數控程序控制，使產品的一致性得到保障，將人為因素的影響降到最低，產品的精度可均勻分布在公差帶范圍內；另一方面，由于減化了工藝流程，避免了重復裝夾的誤差，從而提高了產品的質量。在大批量的產品加工中，此類設備的優勢在于生產效率和穩定的產品質量；在小批量的產品加工中，體現在設備的靈活性和超高的產品質量。那么此類設備的應用中，重點在于產品質量和加工效率。我們通過車銑復合加工中的一些實例來給大家一些直觀的感受。
       這是一個典型的接頭類零件，內外形都需要加工，而且批量非常大，如果在車銑復合設備上完成這個零件的加工，無論從效率還是質量上都是最佳的選擇。選擇合理的加工方案和刀具再配一套自動進料機構，單件加工時間甚至可以用秒來計算，其生產效率在常規工藝安排上根本無法想象。 
       這是一種復合程度更高的設備，雙刀架的結構設置，使得加工效率大大提高，那么如何有效地利用兩個刀架，使之相互配合，縮短加工時間，是這類設備在實際應用中的主要課題之一。此外，上刀塔與C軸的聯動，也可以完成五座標聯動加工，這些都可以在CAM軟件中得以有效地解決。對于數百萬的設備投入，CAM軟件這個必備的工具往往被忽略。
    雙主軸的設備可以實現零件的自動翻面加工，正反兩面的同軸度可由機床精度來保證，既減少了重復裝卡的準備時間，又可以保證零件的精度，尤其是批量生產的零件，零件的一致性可以得到很好的保證，加工誤差很容易控制在指定范圍內。
　　通過上面的三個例子，我們可以看到，車銑復合設備可以有效地提高產品質量和加工的效率。但是，只有高效的設備，沒有有效的工具和手段來驅動它，也是枉然。這里有兩點感受，一是合理的刀具選擇和有效的刀具管理體系是高效加工的基礎保障，二是CAM平臺的支持是高效加工必不可少的條件。無論是在高速加工、強力切削還是復合加工中，刀具是我們永遠的重要議題。正確選擇和使用刀具是所有工作的前提，在其他因素因條件限制無法突破的時候，在刀具上做文章可以收到意想不到的效果。
        例如：在最普通的車削加工中，在機床允許的最高轉數范圍內，如果要求保證表面質量的前提下，我們沒有辦法通過提高進給速度來提高加工效率。但是有一種Wiper類型的刀片，其刀尖角由多段弧線組成，分別形成切削刃和修光刃，在保證表面質量的條件下，可以提高進給速度，從而使生產效率成倍地提高。
　　選擇合理的刀具的同時，還要有完善的刀具管理體系，刀具的管理是保證產品品質的重要環節，車銑設備的自動化程度相對較高，如果不能保證設備使用正確的刀具，或刀具參數超出允許的誤差范圍，會造成一批零件的報廢，帶來驚人的損失。刀具的管理尤其是刀具壽命的管理對于自動化程度高的設備更為重要。建立一套完整的刀具管理和保障體系可以有效地保證產品質量。
　　CAM軟件是一種工具，是一個催化劑；在數控加工領域中，CAM上的成本投入，可以很快地從增加的效益中收回。例如前面提到的Wiper刀具，因其刀尖角不是一個完整的圓弧，刀尖半徑的補償無法通過控制系統中的半徑補償功能實現，那么Wiper類的刀具只能用于粗加工中。如果利用CAM軟件來實現這種刀尖補償，可以大大提高刀片的使用范圍。多主軸多刀架的設備，通過CAM軟件可以很有效地設置加工節拍，充分發揮雙刀架的加工效率。此外，對于多座標聯動的加工更是離不開CAM軟件的支持。
　　高效加工不僅僅是一種加工方式，更是一種理念，它涵蓋了設備、刀具、工藝流程優化、CAM應用等多個領域范疇；單純從一個角度出發考慮問題，往往會有山窮水盡的一刻，甚至得到事與愿違的結果。只有從實際出發，結合企業的自身狀況，找出最有效的解決方案。