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鄭州百維智能自動化設備有限公司
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閱讀：77發布時間：2023-5-28
在對某個特定的生產部件進行評估時，一個加工廠要作出重要的決定之一，即是否使用單獨的車床和銑床，還是使用一臺具有執行多任務能力的機床進行組合作業。
采用“多任務”機床可以節省成本。對于合適的工作，在一個周期內就可以完成大部分或全部的零件加工任務，大大縮短裝調時間和其他非增值時間。組合作業還能減少出錯的幾率，減少庫存，消除它們在各機床之間停留的時間。
然而，作出這一決定所涉及的并不僅僅是對多任務機床的采用做出決定這么簡單。一些生產廠往往只是把“多任務”想象成一種特定類型的機器——轉塔刀架能自動換刀的數控車床。機床制造商馬扎克公司的工程師們認為，這是一個錯誤認識。
可以肯定地說，一個能自動換刀的車床具有很高產能。然而，這種機床的設計也有局限性，這些局限性對于工件來說可能是很重要的。而其他的復合加工機床的設計恰恰克服了這些局限性。有了當今已出現的各種復合加工機床，可以說，任何潛在的“多任務”工件，都可能用不同級別的復合加工機床來生產。
邁克爾·芬恩是馬扎克公司的開發工程師，尼爾·德魯西是該公司的軟件開發人員。他們負責實施并微調復合加工應用程序。他們說，對于尚未實施“多任務”的工廠來說，重要的一步是下決心。要正確做好復合加工，可能會涉及到更換CAM軟件，甚至是次開始使用CAM。另外，鑒于復合加工機床夾持工件的方式，這種機器的工藝可能要求對刀具配置和刀具路徑的選擇與在加工中心上使用的有所不同。改用復合加工機床的工廠應該對這些變化有所準備。一旦下定決心，那么把機器提高到佳水平只需多引入一個增量因素。
芬恩先生提出，以下是馬扎克公司對“多任務”設備等級的觀點：
1級是經典的自動換刀車床。當以這種機器車削精整部件時，它可以轉換工件的位置進行鉆削作業。銑削也是可能的，盡管沒有加工中心那種典型的X-Y-Z軸的運動，該機床卻可以把X軸和Z軸與主軸或C軸的旋轉運動結合起來。而這實際上意味著所有被銑削的表面必須跟著工件的軸、半徑或周線來走。
2級是通過添加Y軸克服了加工的局限性。有了Y軸，鉆削作業可偏離中心，不只是加工徑向或軸向孔。這一運動自由度還允許銑削具有偏心、緊公差的特點。精密鍵槽便是這種銑削特點的例子，在這個級別的機床上實現它變得容易很多。
3級是引進了一個銑削主軸，使他幾乎可與加工中心相媲美。在這個級別上，機器開始改變它與車床的相似性。此機床不是由刀架提供旋轉驅動力，而是采用銑削主軸，鎖住其旋轉，夾住靜止的刀具進行車削。如果在1級和2級機器可以被稱為“車銑”床的話，那么3級機器則可描述為“銑車”床。
這是一個重大變化。把刀架換成主軸有幾個優點。一個是銑削動力。該主軸功率大，使該機床能采用比在自動換刀車床上還要重的銑削走刀方式。另一個優點是調整角度功能，因為有了為B軸定位所提供的“主軸可轉位”方式。這樣便可以在與工件的旋轉數軸無關的角度上進行銑削和鉆削。
后一個優點，是機床使用刀具的能力。雖然夾持刀具的空間是刀架的限制性因素，3級機通過像加工中心那樣把換刀器和刀庫合成一體，便可避免這一限制。芬恩先生說，一些工廠選擇這種類型的機床，并不是因為工件的特殊幾何形狀，而是因為裝調省事，機床刀庫內各種刀具齊到位，用刀十分簡便。
4級機床采用傾斜式B軸，并使該數軸具有進給和內插能力。3級機有4-1/2軸，而4級機則有全五軸切削的能力。這也許不能說是一個重大變化，但芬恩先生說，這種差異能把工件帶到此機床上加工，否則它們便可能永遠與復合加工無關。如渦輪葉片加工中，有了復合加工機床實現五軸銑削，通過在兩端固定工件，并迅速銑削其周圍，那么葉片的形狀能更快、更精確地用棒材加工出來。
總之，這四種不同級別的機床系列不僅代表著技術復雜程度的提高，也代表著價格的提高。芬恩先生說，在價格上有時可以節省，如通過采用比工件的幾何條件所要求的級別低的機床。例如，一個銑頭附件便可能讓一個1級或2級機床的刀架銑削或鉆削出一些不同尋常的特征。需要注意的是，由于種種原因，省錢有時實現不了。銑頭附件本身可能很貴，它的剛性不足以限制其產量；而添加附件會引入變數，影響加工精度。為了使較高級別的復合加工機床在此應用場合中提供更多的價值。他說，這是具有諷刺意味的，因為對于有經驗的用戶，相反的效果很可能會發生。他說，對于這些用戶，機床制造商往往會“被勸說”。當習慣于做“多任務”的制造商從一個可靠的、不怎么需要人看管的工藝流程中獲益時，那么該制造商更傾向于要把更多的加工任務在一個復合加工周期內完成。因此，這些級別還有進一步提高的空間。
5級復合加工機床所增加的運作已超越了車削、銑削和鉆削。這些機器幾乎都是定制的，因為任何廠的理想5級機很可能都是無二的。已納入到這些機器中的加工運作包括研磨、珩磨、拋光和齒輪加工。這些應用的起點通常是4級機，然后增強其功能或根據需要重新設計，以實現無論怎樣加工都可以合理地包含在一個自動周期里。
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