适应不同的生产思维模式

国际金属加工网 2016年10月13日

当CS Tool Engineering公司决定建立一个新的加工中心时就已经对其构造和模型了然于胸。“当时,公司的Makino MCC2013卧式加工中心作为重载荷设备已经稳定运行了将近10年,而且设备与第一天投入使用时一样精准。”营运经理Don Snow说。然而,让他吃惊的是,分销商们推荐了一种完全不同的模式,让该公司开始重新审视长期以来对生产工艺的认识。“他们推荐了a82卧式加工中心,这让我感觉有些奇怪。毕竟我们是一家模具制造企业,不是一个生产加工企业。”Snow先生回忆道。

而事后,他跟CS Tool团队的其他人都深信:他们决定购置Makino公司的 a82卧式加工中心是十分明智的(图1)。该卧式加工中心具备了CSTool公司所期望的可靠性、精确性与速度,生产周期缩短了三倍,并显著减少了钳工加工。此外,该机床同时还带有精简工序转换的托盘交换装置,以及后期增加的模块化夹具装置。得益于此,机床的设置时间减少了一半,需要的操作人员更少,并且他们可以同时操作更多机床。

与时俱进

该车间在CS Tool公司中已经建立了36年。Michigan州业务部的Cedar Springs车间由Tom与Don Mabie兄弟于1967年成立,以生产装饰品和其他小型汽车零部件模具起家。该车间因此被定义为注塑和压缩成型模具的二级供应商,提供操作面板和门板等内部组件,同时还生产各种消费品模具。

CS Tool公司热衷于对未来进行投资的发展策略,使得该公司在最近的经济衰退中得到了很好的回报。Snow先生说:“拥有快速、精准地加工P20钢与Mold Max合金的机床,对于我们在危机中能够幸免于难是至关重要的。Makino MCC2013卧式加工中心及其四轴转台购置于2003年,实践证明,该机床在深型腔和不同角度加工应用中特别有效。鉴于这些优势,随着业务的不断拓展,车间需要更高的生产能力,增加另一台MCC2013机床便成为首先需要考虑的问题。然而,在位于当地的Makino分销商Single Source Technologies (SST)公司里看到a82卧式加工中心的加工情况后,Snow先生和他的团队深信这台机床将会是更好的选择。

更快的转换

a82卧式加工中心通常用于诸如汽车发动机缸体等批量生产业务中,其特点是配有托盘交换装置,让操作员人可以在等待一个工件加工时就可以准备好下一个工件。然而,该车间发现这种策略还可用于两种定制零件相同的加工环境中。事实上,这对于模具车间来说远不止是降低设置时间这么简单。Snow先生说:“在CS Tool,这是订单快速周转的一个保障,特别是在设计发生变更时。”

Snow先生根据反复出现的情况列举了一个实例:机床正在进行缸体切削加工,周期很长,但此时客户突然要求将其变更为另一项加工业务。操作人员可以在机床继续保持原工位加工的同时,准备第二个缸体,因此不会浪费任何时间。准备工作完成后,操作人员会选择一个恰当时间点停止机床,更换托盘,完成短时订单,然后再将加工转换回原来的、用时更长的加工中(图2)。

精准、灵活的设置

尽管托盘交换性能带来了立即可见的优势,但增加独立辅助产品在节约时间方面会让机床更进一步。来自SST的FCS模块夹紧装置 (Breyl) 通过改善工件获取以及省去重新定位的步骤,进一步降低了机床设置时间。

该装置的主体为基片板,上面有带有间隔为50mm的螺纹孔网格,孔小于5μm。工件通过圆柱形夹紧机构安装到这些孔中,所有连接都需要使用连接杆和环,包括工件与夹紧机构之间,以及夹紧机构与基板之间

连接杆的一端是与夹紧机构连接的锯齿状接口,另一端是标准公制螺纹(通常是M12×1.75或M16×2.0) ,通过连接环拧进基板网格或工件上的螺纹孔,但也要根据每个连接点的具体情况选择。供应商称,该装置的精确度大部分得益于连接点的镀锡钢环。每个环的一边是夹紧装置,通过精密加工的锥孔连接,另一边与基板网格或工件上的孔契合。装配后进行的紧固能够使让锥孔到位,实现与H-7级相当的可重复性。

尽管安装工件需要螺纹孔与埋头孔才能同连接杆与环契合,FCS带来的节省大幅超过了最初设想的时间。由于网格能锁定零参考点,因此无需重新定位就能在托盘或底板上清除并重新安装工件。模块化系统同时能够满足快速自定义设置,并同a82卧式加工中心的360°B轴一起为工件的5个边提供自由进出。事实上,CS Tool公司通常制造自己的FCS夹具以节省资金,并为自己的应用提供适合的装置。

该装置能让所有的机床得到改观,但CS Tool公司发现a82卧式加工中心的B轴与双托盘系统特别有用。“最初我们并没有意识到,在与生产型机床相结合后,该装置为加工带来了多么强大的性能。”Snow先生说,“似乎一瞬间,我们实现了设置时间的最小化、改善了应用、减少了拾取时间,同时实现了对零件的多边获取。总之,我们现在可以实现工件的一次性设置加工了。”

这些努力证明:如果不考虑基本因素,精度、速度、刚性以及可靠性,更快速的设置与工序转换不会产生任何差别。然而,当这些因素被充分考虑之后,辅助系统的优势,比如托盘交换与模块化夹具,将大大凸显。毕竟,CS Tool公司不只是超越零容差的加工,他们比以前速度更快,更省事。得益于FCS工件夹具及托盘交换系统,单个操作人员就能同时管理四台机床。“我们能同时进行多个工件的装夹,并在无人值守情况下运行。”Snow先生说,“拾取、夹装和切削一气呵成。”


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