一、接觸才能了解

能夠進(jìn)行帶角度加工的是一臺VF－1型加工中心，來自于Haas Automation公司，該公司也制造機(jī)床的分度裝置。

機(jī)床在加工由鈦金屬6－4制成的脊椎板工件時，采用了更為復(fù)雜的操作。脊椎板是一個帶曲面的支架，這種椎板應(yīng)與脊椎受損病人的脊柱外形相吻合，將兩個或三個軟脊椎盤連接在一起，使病人的脊柱能靈活運動。脊椎板將脊椎與鄰近受損的脊椎盤緊固在一起，使脊椎盤保持緊固不動，確保病人安全，防止脊椎再度受損，并起到止疼的作用。

目前，至少有30種不同型式的脊椎板在該車間加工，每一種型式具有不同的曲面。曲面的不同會影響加工的角度，特別是穿插固定螺絲的孔徑。起初，該車間試圖采用正弦板，以確保剛性。由于涉及到調(diào)試設(shè)置的時間問題，車間很快就放棄了這個方法。此后發(fā)現(xiàn)，采用帶有旋轉(zhuǎn)分度臺的VMC立式加工中心是一種最有發(fā)展?jié)摿�、最簡單，而且具有最好成本效益的解決方案。采用水平式夾具夾緊工件，由分度盤將其固定到所需的角度，以滿足每一工位加工特性的需要。

夾具在其周圍的各個平面上設(shè)計了許多工位，這主要是因為需要加工的脊椎板類型很多。零件號用代碼方式打印在夾具周圍的各個平面上。這說明分度盤的位置是根據(jù)打印的代碼編程。因此，每一個NC數(shù)控程序?qū)�包括特殊的A軸位置，分度盤需旋轉(zhuǎn)到這個位置，才能找到那個需要加工的工件。只有當(dāng)這個帶有代碼的數(shù)值變成一個變量時，才有可能真正實現(xiàn)靈活的加工工藝。這就是說，由于這種思想上的變化，使車間走出了最重要的一步，并使其達(dá)到了新的加工能力。

事實上，Gombar Sr．先生似乎已經(jīng)預(yù)料到了這件事。夾具的各個平面可以根據(jù)不同形式的工件進(jìn)行互換。不同的零件號碼可以重新編號定位，甚至可以在加工過程中分派到各個夾持平面，只要程序能識別每個零件的所在位置即可。Gombar Jr．先生深知如何達(dá)到這一目的：即只要采用加工中心上的主軸，以及安裝在上面的探針，使其接觸到每一個調(diào)試設(shè)置的工位上，就可以識別每個零件的所在位置。

為了夾持探針，他在每個零件號的夾具上增加了一個小孔，每個孔的大小不同。因此，孔徑的大小可以與NC數(shù)控程序相匹配。這樣做的結(jié)果是，加工中心的CNC系統(tǒng)不需要知道所生產(chǎn)的是什么零件，即使分度盤旋轉(zhuǎn)到下一個需要加工的零件。相反，機(jī)床會自動地測量參考孔的直徑，保證在控制系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的正確的程序。

分度盤的剛性一直不存在任何問題。在最后，工藝可能比較靈活，但分度盤不是很靈活。車間最初比較關(guān)心的是使用一個在一端支持的夾具，從分度盤向外延伸，事實證明沒有發(fā)生影響工件精度的偏置情況。實際上，分度盤上的調(diào)試設(shè)置證明了其具有很高的剛性，如果在現(xiàn)有夾具的自由端再增加另一個同樣的夾具，可使無人化加工能力提高一倍，甚至可以使工件延伸得更遠(yuǎn)。這樣做可以使VMC立式加工中心能夠進(jìn)行無人化加工的批量生產(chǎn)，該VMC機(jī)床利用其CAD／CAM特性，快速地確定一個適合于車間所需的精確批量加工程序。

圖3

G＆G公司幫助客戶開發(fā)了最新的脊椎板設(shè)計圖形，采用8字形護(hù)板，緊固性好，手術(shù)后不會松動

二、重要的變量因素

在進(jìn)行無人化加工操作時，刀具的品牌是一個非常重要的變量因素。

刀具的使用壽命對無人化加工起著非常關(guān)鍵的作用。Griffith先生和Gombar先生都強(qiáng)調(diào)了這點。無人化生產(chǎn)工藝要求刀具具有較長的使用壽命。這樣，機(jī)床有限的刀具位置不需要配備太多的刀具。更重要的是，生產(chǎn)工藝需要預(yù)先知道刀具的使用壽命。這樣，加工車間就可以知道一把特定的刀具可以加工多少個零件。Gombar先生說：“不同的刀具在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，其加工性能也是不同的，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)一把刀具在生產(chǎn)工藝中顯示出了這些優(yōu)點時，那么你就不應(yīng)該更換刀具�！�

他通過經(jīng)驗學(xué)到了這些知識。一把球端立銑刀能夠可靠地銑削加工脊椎板零件的弧形端面，刀具的使用壽命達(dá)75h。這種特殊的刀具由Niagara Cutter刀具公司提供。由另一家供貨商提供的另一種刀具似乎可以與這種刀具互換。但實際上，刀具的壽命變化很大，有時候有的刀具不到2h就磨損了。

Gombar先生說：“對于無人化生產(chǎn)工藝而言，找到合適的刀具像找到刀具的合適速度或進(jìn)給率一樣重要。刀具的品牌是各不相同的，品牌本身是一個變量，如果無人化生產(chǎn)工藝能夠保持穩(wěn)定不變，那么刀具的品牌也應(yīng)保持不變。

圖4

適合于4軸加工的工件分度夾具將成為實現(xiàn)高度自動化加工的基礎(chǔ)，使用它可在一夜之內(nèi)完成脊椎板工件的加工任務(wù)