金加工机床的加工整合技术

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　　几十年来，典型固定的主轴箱装有水平主轴和与之对应尾架的车床，一直是轴类零件最理想的加工设备。而对于直径小且构件重量中等的盘形零件来说，卧式机床也早已是通用的了。不过在零件直径较大和重量较重时，主轴轴承的负荷也加重了。为此而设计的立式机床是经典式的立式车床，其上装有被驱动的固定式旋转工作台。主轴立式的安装不仅使机床的刚性较强，而且重型零件也可以直接从上部装夹。

　　20世纪90年代初，这项原理第一次被弄得杂乱无章。在行业景气开始形成好转的情况下，各企业都在寻找高效率加工大批量盘类零件且物美价廉的机床。由J.G.Weisser发明、Salach Emag公司成功推向市场的悬挂式可移动主轴的机床成为一个新的解决方案。这种机床具有明显的优点；成本低廉地实现自动化而不必再额外附加装料装置，而且由于切屑飞落甚佳，使得过程安全可靠。由于现在是由工件做移动运动，因而这种方案发展成了地地道道的多面手。

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　　近些年来，通过技术整合，缩短过程链成为Emag公司的一个卓有成效的业务领域。Emag公司技术部总经理Jürgen Walz先生说：“高技术含量的资产如汽车等，买主越来越多地要求舒适性，要求个性化设计，要求有很高的操作安全性和很长的寿命。这样，对于制造商来说，产品批量越来越小，而同时加工质量则越来越高。生产工具的安装和运转时间长已经一去不复返了。如今立等可取的交货既不允许停机，也不允许制造废品。某个零件的过程成本要降低，历经多年的生产设备总成本也要削减。”

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　　此外，需要缩小的还有占地面积，还有这些生产设备的交货时间和安装时间，安装调试和投产阶段以及满负荷开工阶段也要缩短。这些要求正如walz先生所说；“必将导致生产的灵活性.原先的大批量生产可以放在许多台机床上并行加工，现在经过工艺整合后，实现了多台可以相互取代的生产设备实行并行化生产。工艺过程一体化一方面明显缩短了过程链，另一方面通过生产中过程的并行化而大大提高了稳定性。”|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

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　　采用VTC结构方式(立式转塔式装料中心)，Emag公司又对轴加工进行了一场革命。其基础是一个聚合物混凝土制成的稳定基体。同传统的材料相比，其减振性能高出许多倍，因而使机床的表面质量更好，刀具寿命也更长。主轴电动机、主轴、刀具转塔以及开关柜全部采用液体冷却，加上很高的驱动功率(29／38kW)，转速高和刀具转塔稳定，刀具柄直径达40mm，从而使VTC 250成为一个4轴加工的高生产率的车床加工中心。其尾座和中心架经CNC控制可以移动。除了刀具夹紧机构外，在做完整加工时，两个刀具转塔最多可以有11个位置，可以装配固定车刀或者被驱动的钻头和铣刀。

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　　在时间上，两个刀具转塔承担坯件和成品件并行的装和卸：1号转塔的抓具从坯件存储箱里取走下一个坯件，将其运送到夹紧位置；与此同时，2号转塔的抓具从夹紧位置取下加工好的工件，将其从工作间里运出去，存放在成品件存储库里。

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　　零件的制造商加工大小不同批量的工件，对小批量则需要使用可以通用的。快速编程井可快速改装的车床：而对于较大批量的系列生产，则需要有高生产率的自动生产设备。Emag公司的VL系列可以完成这项任务，现在又有较大的VL 5型作为补充，其夹头直径达250mm。

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　　该车床配备有切屑传送带。电动机液体冷却装置、主轴和刀具转塔以及工件自动装卸装置。夹具中有合适的夹板稳固零件，不需要再进行手工操作，因为这些工件非常简单地被放人传动框架里，即使在机床正在运转过程中也毫无危险。某些“晃动的”工件，先用手把按工件顺序调整好的工件筐放人传动框架里，然后再特工件放到工件筐里。

　　Esslingen lndex-Werke GmbH&Co.KG股份有限公司推出了新型V160C机床，使其Vetch-Line立式车床系列中又增加了一种紧凑型车床.该车床占地面积虽小，但却拥有极大的工作空间。工作空间为两侧开放式，在立式车削加工方面可以提供极为便利的操作和安装性能。|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

　　该系列机床在加工简单到复杂盘类工件时，可以降低每个工件的加工成本，批量可小可大。基本型号为V160C，该型机床装有主轴，有3个刀具转塔，扩展型V160G机床装有副轴，刀具转塔多达4个，V160系列也包括模块系统：各种模块、进料单元以及附加装置可以按个性要求组合成面向生产过程的解决方案。

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　　具有大工作空间的立式车床可自由进出的大型工作空间特别适合于使用附加装置。利用这些附加装置，可以把多项工艺组合成为一个加工工序，例如磨外圆轴和磨内圆轴，多轴钻头和多边车削装置，高频主轴或者大型被驱动的铣头和刀头。由于V160G的副轴是安装在刀具支架下面的，现在可以由主轴直接开磨，从背面整套加工而不会造成精度损失，而且这样可以使两个加工侧面严格控制在公差范围内。

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　　V160系列夹盘直径为160mm(所带副轴为200mm)，主轴最大转速为5000r/min，驱动功率为20kW。X轴方向上的最大滑动距离为1160mm，进刀力为8kN左右，快进速度达80mlmin，加速度(X轴)为lOm/S2。

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　　Magdeburg机床股份公司将在Metav金属加工博览会上推出其新研制的MVTl60U-4型CNC立式车床。近些年来，中、大批量车削加工波纹形零件的方案在减少投资成本和缩短工件更换时间方面取得了可喜的进展。现有的解决方案采取的已经是模块式结构，其特点是将工件操作的时间耗费减到了极小。除了车削模块外，还可以使用切断模块和定中心模块。MVTl60U-4也可以归入这个范畴。

　　Adolf Waldrich Coburg&CO股份有限公司负责世界范围销售与产品开发的立式车床产品部经理MaUhias Fleischer先生说：“早在20年前，大型机床就已经开始将多种不同技术整合到一台机器上。Adolf Waldrich Coburg&Co股份有限公司的立式车床的运动范围很大，工件的直径范围为2000—12000mm之间。在研制Multi-Tec和Multi-Turn机床时，我们特别顾及到了这种发展趋势.比如立式或者也说是垂直式车床的概念就不再是适合于这种加工中心的名称了。因为车、钻和铣现在是标准功能。但其他的技术，如平面磨。外圆磨和内圆磨或者还有五轴铣，目前都属于标准备选技术。用于偏心钻和铣加工以及用于托盘系统的第三根直线轴也是备选功能之一。”|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

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　　一台机床上整合多种不同的技术

　　将机床转接到不同的技术上，首先是通过交换加工单元实现的，加工单元是自动装配到刀具移动器上的。此后刀具又自动换回到加工单元上。Matthias Fleischer说：“我们最新研制的是加工单元的交换系统以及用于我们Multi-Turn机床的刀具。多层的圆柱形刀具库可以在2㎡的基础面积上容纳200把刀具。”

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　　Willich WMS机床服务与销售股份有限公司在2004年杜塞尔多夫Metav金属加工博览会上推出了新型机床系列。WMS是比利时FAT/Haco公司设在Breslau的德国总代理处。作为欧洲的机床制造商，FAT制造传统的周期控制的CNC车床。大约5年前，比利时Haco公司购买了Breslau市的FAT公司。

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　　其产品目录中扩展了两种新型的机床。TUR 1150/1350MN型周期控制车床是一种新的思路，其规格为，循环直径1150和1350mm，车削长度达8000mm。此类车床的优点是对机架底座提出了新方案，其宽度为1020mm。机床底座采用单块现浇结构，尽管床身低，前面内置的切屑传送装置也无儒插入到地基里。FCT 700型CNC斜架车床的循环直径为700mm.车削长度为1100-3100mm。