技术提高了 CNC 自动车床的生产力
去年医疗机械加工和枪支制造的激增很可能与今年汽车、航空航天、电子应用生产的重新兴起相提并论，甚至黯然失色和液压行业，对瑞士式加工产生了越来越大的兴趣。这不是新闻。但可能令人惊讶的是，久负盛名、久经考验且名副其实的瑞士自动 CNC 车床不断发展，在需要的地方添加花哨的功能，或者相反地剥离一些功能（如导套），以最大限度地提高其加工零件的效率。在没有导套的情况下，由此产生的机器通常采用固定主轴箱设计，可以生产大约 70% 的直径在 20 毫米以下的零件，这些零件是在瑞士式机器上加工的，具有不必使用研磨棒的优点库存并能够使用其他条形。
这只是 tr 之一以瑞士式加工结束，包括一系列机器产品，从价格不到 10 万美元的低端机器到配备齐全的机器，价格可达 40 万美元。机床制造商在开发采用先进技术的最新机床产品方面特别有效，这些技术为医疗、牙科、电子、液压和航空航天等不同行业的制造商创造了加工优势，仅举最明显的例子。
机器技术的趋势包括使用多个转塔或快速更换组合工具滑块将多个工具同时用于切割。使用转塔或组合式工具，瑞士机器可以配备足够的工具来完成无人值守的加工，即使是最复杂的零件，或最坚硬的材料，其中多个工具可以减少单个工具的磨损，而单个工具必须经常更换。
零件很容易在一个夹具中完成加工，消除了二次加工多台机器上的多个设置导致的操作和潜在错误叠加。编程软件通常可从机器制造商处获得，使用 DP Technology 的 Esprit 软件或 Delcam 的 PartMaker 软件可以完成更复杂的零件编程。
在 Marshall Manufacturing 的瑞士单元中，一台 Fanuc 机器人照管着四台 Citizen Cincom Swiss 机器。另一台 Fanuc 机器人负责零件清洁、检查和最终交付运输。对于一家合同制造商 Marshall Manufacturing（明尼阿波利斯）来说，一个由四台机器人驱动的瑞士机器组成的单元扩大了其本已强大的医疗设备加工能力。 Marshall Manufacturing 是一家通过 ISO 认证的制造商，除了瑞士机械加工外，还提供 CNC 车削、铣削、小直径管材和线材的定制弯曲以及金属成型。
“医疗组件设计工程师有一个新的更好的选择来采购他们的大型和微型零件系列，”Marshall Manufacturing 的 Tom Plantenberg 解释道。 “对于正确的零件项目，该系统速度极快，并以具有竞争力的价格提供所需的质量。”
Marshall 的单元体现了瑞士在加工精密工程零件方面的优势。一旦创建了一个过程，单元就会被设计成最大限度地减少部件之间的转换。预设切割工具、定制设计的拾取和弹出工具以及 CAM 编程的流程标准化允许从一个零件到下一个零件的无缝转换。此外，在不同的长时间运行的作业之间快速切换的能力允许降低库存水平，同时提供交付计划灵活性。
医疗零件加工受益于同时加工多个到在新型 Traub TNL 18 滑动主轴箱自动车床和 TNL 18P 生产变体上进行切削加工。Plantenberg 所指的系统是一个单元，由四台来自 Marubeni Citizen Cincom Inc.（新泽西州艾伦代尔）的 Citizen Cincom L20 Swiss 机床组成，两个来自 Fanuc Robotics America（罗切斯特山，密歇根州）的机器人，一个零件清洁站和一个检测系统，该系统能够在没有操作员干预的情况下生产不同医疗组件的精密系列。在由 Productivity Inc.（明尼阿波利斯）设计和集成带有机器人系统的单元之前，Marshall 在无人值守的情况下运行其瑞士机器。在单台机器中无人看管的零件类型是长度小于 4 英寸（102 毫米）且需要多次操作的零件。
在 Marshall 的单元中，一台 Fanuc M16iB 20T 龙门机器人照管着四台瑞士机器。 Fanuc LR Mate 2008C 机器人负责零件清洁和检查，并最终交付给运输。每台瑞士机器都配备定制化的零件投递，已使用定制零件收集器进行修改，用于在机器人拾取和自动棒材进料器之前分阶段加工零件。
Marshall 在该单元中生产的医疗零件范围包括导管和手术工具、泌尿外科设备（手术针）、骨科设备（接骨螺钉和植入物、腹腔镜器械等微创手术设备、诊断设备、伤口护理设备（缝合锚和夹子）以及牙科植入物和器械。
总部位于瑞士的单元旨在产生广泛的特征生成技术。除了铣削和车削外，系统中的机器还可以拉削、多边形铣削、珩磨、滚花、抛光、滚刀并执行螺纹旋风车削和螺纹加工轧制。零件直径范围从 0.050 到 0.750"（1.3-19 毫米），长度到 10"（254 毫米）。该单元每年能够加工 20,000 到 500,000 件的中到高产量零件。
“甘大约 20 年前，g-tool-style Swiss 机器作为双转塔技术的低成本替代品出现。他们提供了一种有效的方法来减少转换时间、提高加工速度、缩短循环时间，并以最少的投资提供最大的灵活性，”REM Sales（康涅狄格州温莎）区域经理 Dan Murphy 解释道。 Murphy 解释说：“今天的排刀机床可以加工具有许多特征的复杂零件和具有类似要求的零件系列。”
REM Sales 推出了两款新的 Tsugami 20 毫米排刀 -款式型号，七轴 S205 和八轴 S206，针对医疗、汽车和液压行业等。 S206 具有与 S205 相同的功能，但增加了反向加工 Y 轴运动。这些机器可与由一体式电机驱动的电子导套一起使用，或作为固定主轴箱机器使用。 “固定主轴箱加工大型p的优势长度低于 3x D 的零件的百分比包括将残余物减少到几英寸，以及在不使用研磨棒料的情况下实现严格公差的能力，”Murphy 说。 “瑞士机器上的导向衬套为长度大于 3x D 的细长零件提供支撑，但 6 到 8 英寸长的残余部分浪费了多达 5% 的杆。”
在瑞士机械加工中，可以加工最小的零件“Tsugami 的软件是围绕特定机器的要求构建的，对于熟悉凸轮螺杆机、CNC 车床或其他制造零件方法的用户来说，可以轻松过渡到瑞士机加工，”Murphy 说. “该软件可以处理大约 90% 的零件，通过为用户选择正确的操作顺序来简化编程。他不哈您知道如何在瑞士机器上加工零件。通常，我可以在 20 分钟内坐下来绘制图纸并生成零件并以图形方式证明程序，然后生成两个所需的程序。双路径控制允许主轴和副主轴真正同时运行，减少循环时间。 Fanuc 31i-A 控制器是两种型号的标准配置。”
索引 Traub 推出了 Traub TNL 18 滑动主轴箱自动车床及其变体 TNL 18P 生产机床。 “这两种型号都可以在几分钟内更换，以生产带或不带导套的精密零件，适用于从棒材到 20 毫米直径的长或短零件，同时在零件上使用多达三个工具，”Thomas Burmeister 解释说， INDEX Corp.（印第安纳波利斯）的多轴和滑动主轴箱机床的提案工程师。
“在没有导套的情况下进行加工有很多优势，”Burmeister 说，“有时您可以获得更好的精度，因为您可以只比棒料提高一种质量。如果您将 TNL 18P 用作固定主轴箱机器，则不必担心棒料。您的精度由主轴决定。这还允许您使用六角形材料或其他异形棒材，这是导套无法实现的。”
旋转副主轴安装在 X/Y/Z 轴上crossslide，同时也承载底部工具转塔。两种型号均配备可处理七个刀架的后加工附件，其中三个可驱动，四个工位提供内部冷却液供应。这两款机器还在转塔中使用了新的 Traub 高精度刀架安装。刀架在刀塔中的位置更深，这导致杠杆效应更小，刚度更高。
来自 ZPS America（印第安纳波利斯）的 ZPS Swiss 机床在 4 吨重机上的直径范围为 13 至 32 毫米精密车削零件的连续或系列生产中刚性的机床底座。 “作为 Tajmac 集团的成员，我们拥有自己的铸造厂，能够生产出具有在加工最坚硬材料时所需的刚性的机器10,000 rpm 的高进给率，”管理合伙人兼总裁 Olaf Tessarzyk 解释说。
“当加工速度高达到四个工具同时切割，”Tessarzyk 说。 “滑动主轴箱提供高达 250 毫米的行程，可以在一个夹头夹紧时连续加工零件，以及加工小直径的长零件。”
ZPS Swiss 的目标市场包括医疗、液压和航空航天领域，以及使用钛、Waspaloy 和铬钼等坚韧材料的领域。 Tessarzyk 说：“您可以从两侧进行夹紧车削，在所有侧面进行铣削加工，并处理长转向轴、阀门、连接器、手术器械、植入物和柄等零件。”
ZPS Swiss有一个 23 工具架式工位和 14 个可能的驱动工位，使其能够完成 c一次装夹中的复杂零件。 7.5 马力（5.6 千瓦）的主轴和副主轴完全相同，增加了后滑动操作的加工能力，并能够通过副主轴处理 110 至 250 毫米长的零件。
ZPS Swiss机器可以运行研磨和未研磨的棒料。 “这台机器有一个气动导向衬套，可将主轴面/底座保持在适当位置，并避免在完全沿 Y 轴进行重型铣削时材料发生扭曲。或者它可以松开，作为固定主轴箱机床进行加工，”Tessarzyk 说。 “在瑞士机床上编程通常比在六轴 CNC 机床上编程更难，但机床标配的 ZPS Plus 编程软件简化了编程。 ZPS Plus 简化了 Z 轴和导套关系的编程，提供完整的程序模拟，并有助于导入 CAD 文件。”
来自 Star CNC Machine Tool Corp. (Roslyn) 的 ECAS-20THeights, NY) 是一款容量为 20 毫米的瑞士式自动车床，设计用于加工具有多种二次操作的复杂零件。 12 轴机器设计有三个相同的、完全独立的刀塔，允许三个工具在任何时候同时在切割中工作。两个刀塔用于主侧操作，第三个刀塔用于副主轴上的重叠背面工作。
ZPS Swiss 机器可以运行磨削和未磨削棒料来生产这些零件以及更多零件。每个转塔有八个刀位带 Y 轴，每个工位可容纳一到三个刀具。每个工作站都可以使用驱动工具进行任何二次操作，包括角钻/铣削和螺纹旋风铣。下刀塔上的第三个 Z 轴允许使用不同的独立移动与相对刀具同时加工加工，包括 3-D 加工等二次加工。
ECAS-20T 机床提供 50 多种刀具，非常适合复杂医疗部件、飞机部件和由材料制成的部件的精密加工需要刚性和大量工具的坚韧材料。三个转塔和如此多的刀具位置允许双重刀具，这在生产环境中非常有利，无需更换刀具即可延长运行时间。
这台机器使用 Star 的快速更换刀具系统。工具在机器上预设好，使用一个夹紧螺栓即可快速安装或更换刀柄。产量可以从低产量、中产量到高产量不等。机器内可装多个零件，可能只需要改变程序和夹头就可以生产不同的零件。
两台无导向设计的滑动主轴箱机器衬套是来自 Cyclone 25/32 CS 的七轴联动式机器Ganesh Machinery (Chatsworth, CA)，与传统的瑞士式车床相比，据说其优点是设置速度更快、工件同心度更高以及切削刚性更高。 Cyclone 25 和 32 毫米机床共有 27 个刀位，用于粗加工和精加工工件的某个特征。传统的瑞士机器受到导套长度的限制，必须微进给切削才能在一次走刀中使用一种刀具进行粗切削和精切削。这些优势在加工长径比较低的较短工件时尤为明显。
Ganesh Cyclone 25/32 CS 车床的主轴使用 18 个联动刀具，包括一组四个活动十字刀具，一组三个轴向动力刀具、六个车削刀具站和五个 ID 刀具站。额外的切削刀具可以在加工中使用，通过双刀具加工 ID 刀具站，带有双刀片镗杆支架，用于粗镗和精镗、镗孔和车削，以及镗孔和螺纹加工，例如充足。副主轴提供九个刀具用于加工工件的第二面。
本文首次发表于 2010 年 5 月版的《制造工程》杂志。
