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　　當(dāng)4軸數(shù)控卡盤車床正確應(yīng)用時(shí)，可以提供零件裝卡所需的零延時(shí)功能。這是因?yàn)楫?dāng)兩根主軸處于切削加工的狀態(tài)時(shí)，其余兩根主軸可以安裝需要加工的零件。

　　讓我們來(lái)想象一下帶有托盤交換功能的HMC(臥式加工中心)機(jī)床的加工情況吧。當(dāng)該機(jī)床在一個(gè)托盤上加工工件時(shí)，HMC外面的另一個(gè)托盤則處于下一個(gè)工件的準(zhǔn)備工作之中。因此，只有當(dāng)兩個(gè)托盤在交換它們的位置時(shí)，才可能發(fā)生延時(shí)現(xiàn)象。

     4軸卡盤車床可以最大程度地減少零件的裝卡延時(shí)，主軸可以采用水平或垂直方向安裝
 

　　現(xiàn)在，讓我們?cè)賮?lái)想象一下一臺(tái)4軸車床在四角形分度托架轉(zhuǎn)鼓上的加工情況吧。這種托架轉(zhuǎn)鼓的功能大致與HMC機(jī)床上的托盤交換裝置功能相同。它能夠使四根主軸中的兩根處于密閉的加工環(huán)境中，并同時(shí)車削加工兩個(gè)工件。此時(shí)，處于加工區(qū)外面的兩根主軸可以采用手工、機(jī)械手或龍門式上料機(jī)安裝需要加工的工件。當(dāng)工件在其中的一對(duì)主軸上完成車削加工以后，托架轉(zhuǎn)鼓開始分度操作，將其余兩根裝有新工件的主軸送入到加工區(qū)域內(nèi)。只要車削加工操作的周期超過(guò)新工件的安裝時(shí)間，那么只有在主軸托架轉(zhuǎn)鼓的分度過(guò)程中才會(huì)發(fā)生幾秒鐘的延時(shí)現(xiàn)象。

　　Camloh Machinery Solutions公司的Bill Camloh, Jr.先生列出了這種車削加工平臺(tái)的三大優(yōu)點(diǎn)：第一，這類機(jī)床可以節(jié)約很多的零件裝卡時(shí)間；第二，當(dāng)一個(gè)工件A面和B面上的加工周期處于不平衡的狀態(tài)時(shí)，采用這類機(jī)床加工非常有效；第三，不管工件是采用手工安裝，還是通過(guò)自動(dòng)裝卡，只要車削加工的周期超過(guò)工件的安裝時(shí)間，那么機(jī)床的生產(chǎn)效率都是完全一樣的。

　　Camloh先生在紐約LaFayette的機(jī)床銷售公司，該公司提供日本Kitako公司制造的4軸數(shù)控卡盤車床 (Kitako公司的母公司是Kitagawa公司)。這類機(jī)床是通過(guò)美國(guó)SB Machine Tools機(jī)床公司進(jìn)口的。Camloh先生在本文中詳細(xì)地介紹了這種4軸卡盤車床的設(shè)計(jì)，并列舉了一個(gè)實(shí)例，說(shuō)明如何利用這類機(jī)床來(lái)提高加工周期完全不同工件的生產(chǎn)加工效率。

　　4軸卡盤車床的設(shè)計(jì)

　　Kitako公司的4軸卡盤車床是在該公司原3軸機(jī)床的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。這類3軸車床通常可以同時(shí)用于粗加工、精加工和工件的裝卡。托架轉(zhuǎn)鼓具有足夠的空間安裝第四根主軸，于是該公司在這臺(tái)車床上又增加了一根主軸，以適應(yīng)更大范圍的復(fù)合車削加工。

　　Kitako 公司可以提供主軸為臥式和立式布置的各種車床。臥式車床的卡盤直徑范圍為100～200mm(4～8in)。如果從操作人員的角度來(lái)看，主軸的布置正好面向操作人員的位置。立式車床通常用于大、中型工件的車削加工，其所提供的卡盤直徑范圍為200～380mm(8～15in)。

　　機(jī)床的設(shè)計(jì)可以適應(yīng)自動(dòng)化操作的要求，也可以作為關(guān)鍵的加工設(shè)備或經(jīng)過(guò)改裝安裝到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)Camloh先生的估計(jì)，在出口到美國(guó)的500多臺(tái)機(jī)床中，有 90%左右的機(jī)床裝有自動(dòng)化系統(tǒng)。通常是以一個(gè)工程包的形式安裝一臺(tái)龍門式上料機(jī)(單臂、雙臂或三臂型)。還可以提供雙重獨(dú)立的龍門吊臂，如同機(jī)床上和地板上安裝的機(jī)械手那樣。在這些零件裝卡系統(tǒng)上還可以安裝氣壓表或探針，以便在卸除零件時(shí)對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量。例如，可將這些信息輸送到控制系統(tǒng)中，以自動(dòng)地補(bǔ)償磨損的刀具。

   加工區(qū)域中工作的兩根主軸都是由其本身的轉(zhuǎn)塔或組合刀具提供服務(wù)的。組合刀具一般用于大批量零件的生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)塔一般擁有8個(gè)工位，而含有10工位的轉(zhuǎn)塔，可擁有多達(dá)5個(gè)工位的活動(dòng)刀具。是否使用活動(dòng)刀具應(yīng)取決于鉆削、攻絲及其他加工操作所需的時(shí)間。Camloh先生說(shuō)：“如果這段時(shí)間占據(jù)了總體加工周期的一大部分，那么在銑床上進(jìn)行非車削加工將具有更大的意義。因?yàn)檫@會(huì)使零件降低裝卡時(shí)間所帶來(lái)的價(jià)值消失殆盡。”例如，在整體加工周期較短的情況下，15s的新工件裝卡時(shí)間具有重大的意義。然而，對(duì)于包括活動(dòng)刀具操作在內(nèi)的較長(zhǎng)加工周期而言，這15s的時(shí)間就顯得不那么重要了。

　　典型車削應(yīng)用范圍

　　4軸卡盤車床不一定只適合于大批量工件的加工需要。Camloh先生說(shuō)：“卡盤車床也適合于500件左右的批量加工。”該卡盤車床通常的加工應(yīng)用范圍如下：

　　一個(gè)類型的零件可以在所有4個(gè)卡盤(AA/AA)中進(jìn)行一次車削操作；

　　同時(shí)在一個(gè)卡盤中車削加工一個(gè)零件的A面，并在另一個(gè)卡盤中(AB/AB)車削同一零件的B面；

　　同時(shí)在兩個(gè)卡盤中車削加工一個(gè)零件的A面，并在另兩個(gè)卡盤中(AA/BB)車削同一零件的B面。

　　特別是在A面和B面加工周期相對(duì)較長(zhǎng)和加工操作不平衡的情況下，采用4軸設(shè)計(jì)形式的車床對(duì)上述最后一個(gè)例子的加工最為有效。按照表中所列的鑄鐵罩加工進(jìn)行考慮。這些零件的A面車削、鏜削和偏心鉆削加工周期為59s，而B面的鏜削和端面加工周期為23s。零件裝卡時(shí)間12s。如果采用一臺(tái)雙軸車床的一根主軸車削加工這個(gè)零件的A面，另一主軸車削加工同一零件的B面，那么加工B面的主軸就要閑置36s的時(shí)間。它必須等待另一根主軸完成長(zhǎng)達(dá)59s的加工操作。從這個(gè)實(shí)例中可以看出，完成一個(gè)零件的加工需要71s的時(shí)間，因?yàn)榭傮w加工周期等于最長(zhǎng)的加工操作時(shí)間加上零件的裝卡時(shí)間。

　　另一方面，當(dāng)4軸卡盤車床在進(jìn)行AA/BB加工操作時(shí)，其總體加工周期建立在A面和B面的平均加工周期的基礎(chǔ)上。當(dāng)兩個(gè)零件的A面完成加工后，托架就會(huì)對(duì)其余兩根主軸進(jìn)行分度，開始對(duì)另外兩個(gè)零件的B面加工。從這個(gè)實(shí)例可以看出，每加工兩個(gè)零件需要85s。這表明，完成每一個(gè)零件的加工時(shí)間為42.5s。此外，4軸卡盤車床的主軸利用率達(dá)到了98%，而雙軸車床的主軸利用率只達(dá)到32%。