在采購立式加工中心時,最理智(zhì)的投資關鍵在於綜合考慮(lǜ)目(mù)前的工藝要求以及加工能力,同時,預估未來的加工需求。
切削速度以及加工表麵質(zhì)量已經成為模具(jù)加工(gōng)車間內討論的熱門問題。通過提供更快的進給速度和更快的快移速度,減(jiǎn)少(shǎo)每(měi)個模具的加工(gōng)時間,已(yǐ)經成為關注的焦點;另一方麵,無限的減少手(shǒu)動操作以保證最優的加工表麵質量也成為人們追求的另一目標。
解決上述問題的秘訣就是(shì)根據可(kě)用的資金,選擇(zé)最合適的加工中心技術,而可用的資金往往要受(shòu)到業務本身以及市場壓力的(de)限製。
“我們到底需要什麽?”這個(gè)問題的答案因人而異,取(qǔ)決於模具類型、材料以及可選的機床數量。然而,對於選購立式加工中心,無論你做什麽(me)樣的模具,有些因素是(shì)你不能忽(hū)略的,如此才能實現“花小錢,辦大事”的願望。
快速進給
你所加工的模具(jù)槽越多,越可(kě)以通過提高進給速度節省加工節(jiē)拍。對於眾多模具製造商有個(gè)利好消息:目前新上市了一款新的立式加工中心,其加(jiā)工進給速度兩倍甚至三倍於以往的立式加工中(zhōng)心,由此模(mó)具製造商便(biàn)可以獲得更短的節拍時間,而這一新(xīn)款立式加(jiā)工(gōng)中心的(de)價格絕對不高於五萬美元。在這一價格範圍內(nèi),新的提高(gāo)產(chǎn)量技術是(shì)完全可以實現的,盡管目(mù)前許多加工中心的價格要幾十萬美元。
通過獲得主軸功率、扭矩及轉速(sù)的最佳組合,就可以解決上述(shù)問題,你沒必要一味(wèi)的追求最高主軸轉速來獲得理想的進(jìn)給速度。無(wú)論粗加工還是精加工,動態進給倍率控製(zhì)功能是由主(zhǔ)軸轉速和加工程序預讀功能實現的,由此可(kě)以優化(huà)金屬去除率(lǜ)。單獨(dú)依靠高主軸轉速是遠遠(yuǎn)不夠的。
在典型的鋼模(mó)具精加(jiā)工過程中(zhōng),你可能經常采用直徑為3/8英寸的立銑刀,進給速度通常(cháng)為每分鍾800~1200 英尺。你隻(zhī)需要10000rpm的主軸,最高15000rpm。超(chāo)過這個等(děng)級,主軸成本(běn)就會急劇增加,但是生產率的增量(liàng)卻會很小。
對(duì)於使用直(zhí)徑非常(cháng)小的刀(dāo)具進行的精密(mì)加工(gōng),購買主軸轉速(sù)達20000rpm或更高的加工中(zhōng)心是值得的,否則就是過度消費。在大多(duō)數情況(kuàng)下,主(zhǔ)軸扭矩和(hé)轉速之間的(de)平衡是由毛坯材料以及粗加工時的金屬去除量決定(dìng)的(de)。主(zhǔ)軸轉速在10000~15000rpm的加工中心可以滿足70%~80%的模具加工需求。
刀路越複雜,進給速(sù)度越快(kuài),對於控製係(xì)統的(de)處理速度要求也就(jiù)越高。如(rú)果刀具移動的時間低於控製(zhì)係統進行數據處理(lǐ)的時間,那(nà)麽(me)機床就會到達數據流的極(jí)限,加工數據的匱乏必然會阻礙加工效率。
新的(de)控製係統增加了預讀功能,根據刀路調整動態進給倍(bèi)率,從而可以使操作者優化切削速度。它可以安排程(chéng)序數據的輸送順序(xù)以保持刀具運(yùn)行平穩,還可以規劃不可避免的刀具的急劇移動。
除非你的機床在超過900英寸/分鍾(zhōng)的進給速度下使用超高速(sù)主軸,否則你不需要超過500~1000行(háng)的預讀緩存(cún),因為目前的處(chù)理器速度已(yǐ)經足夠快。依靠程序處理和專門為模具加工而設計的控製軟件(模具)包(bāo),也(yě)是非常(cháng)有用的。
注:在大(dà)多數(shù)的模具加工需求中都沒有必要通過選用電主軸來(lái)提供更高的主(zhǔ)軸(zhóu)轉速。電主軸的成本可以是齒輪傳動(dòng)或者皮帶(dài)傳動主軸成本的五倍,所(suǒ)以電主軸絕對(duì)是個奢侈品。
剛(gāng)性和精度(dù)
機(jī)床的剛性可(kě)以降低刀具(jù)刀尖的微(wēi)小跳動,從而可(kě)以確保你獲得完美的精加(jiā)工(gōng)表麵。加(jiā)工中心的(de)機床結構(gòu)必須具有足夠的吸震性(xìng),這方麵(miàn)一點不能節省。另外,機(jī)床的床身和立柱需要采用高剛性的鑄鐵結構設計。
矩形導軌結構最(zuì)大的(de)優點就是具有很好的吸震(zhèn)性。當你進行重切削時,由於強大的切削衝力的影響(xiǎng),機床必然會產生震動。導軌和工作台保持較大的接(jiē)觸麵積結(jié)合機床的整體剛性,通(tōng)過增大(dà)動態剛性(xìng)會顯著減少機床震動。
隨著機床不斷升溫,熱量的增加必然會嚴重(chóng)影響(xiǎng)加工精度以及維持穩定的零件公差。如果機床采用對稱式結構(gòu)設計,這種影響就會得到顯著的緩解。因為,采用這種結構(gòu),當熱量增加時,刀具中心點並不移動,公差(chà)也就不受影響。
高速主軸需采(cǎi)用氣/油(yóu)潤(rùn)滑塗在主軸軸承上(shàng),同時降低摩擦,因此,主軸可(kě)以(yǐ)保持低溫運轉,運行時間也更長。由於陶瓷的熱膨(péng)脹係數隻是鋼的熱膨脹係數的(de)1/3,因(yīn)此,在以較高速運行時,采用陶瓷質(zhì)軸(zhóu)承替代鋼質(zhì)軸承(chéng)也可以顯(xiǎn)著緩解熱量堆積。 同(tóng)時這種類型的主軸還可以很(hěn)好的維持軸承預載。
為主軸配備全閉環自我監控冷(lěng)卻係統是確保連(lián)續的定位精度(dù)的最好解決辦法。可以通(tōng)過冷卻循環係統冷卻主軸箱及主軸頭(tóu)。
滾珠絲杠是另一個棘(jí)手的發熱源。采用相互(hù)獨立的滾珠,在滾珠沿(yán)絲杠運動(dòng)時,便(biàn)可以避免滾(gǔn)珠間的(de)相互接觸,從而減少摩擦。
在導軌上安裝全閉環光柵尺可以維持穩定的加工精度不管熱量變化與否。閉環反饋(kuì)可以確保你到達預定位置(zhì)並保證連續的重複定位精度。安裝光(guāng)柵尺,可以確保機(jī)床實現冷啟動(dòng)並能立刻生產出高質量的產品,但是,這一措(cuò)施必(bì)然也會顯著增加機床成本。
機床製造商或(huò)用戶總是試圖預測出機床發熱時的偏(piān)離量並預先決定補償,但是對於這一級別的立式加工中心來說,這項工作做的並(bìng)不好。
擴展軸
如果模具零件幾何形狀非常複雜,選擇一台配有擴展轉台裝置(如五軸加工(gōng))的立式加工中心可以顯著的控製購機成本。可以考慮在工作台上安裝一個第四軸或第五軸轉台。這就意味著在完成複雜模具加工的過(guò)程中,減少了裝夾次數,提高了機床利用率。
維修及技術支持
當(dāng)你確定所選機床的所有參數及(jí)規格均可以滿足你的需求,並準備購買該機床,使之成為你贏得用戶的重要武器之一時,在你(nǐ)最終簽訂訂單之(zhī)前,還(hái)要考慮另外一個重要因素——機床維修及技(jì)術支持!
你可(kě)以向同行谘詢所選機床的可靠性,還可以了解一下該品牌在市場上的反映。同時(shí)還要注意了(le)解該品牌的技術支持程度、備(bèi)品(pǐn)備件的供應情況(kuàng)、機床翻新(xīn)及升級(jí)成本等。這個機床製造商有信心在長期的使用過(guò)程中,始(shǐ)終協助您實現總成本最小化嗎?
結論
綜合你目前的加工需求以及加工能力,同(tóng)時(shí)考慮未來的(de)可預見的加工需(xū)求,是購買一台正確(què)的立式加工中心(xīn)的關鍵!
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