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Fontal Controls控制系統(tǒng)公司就是將上述因素很好結(jié)合的一個(gè)實(shí)例，為了在激烈的市場中保持其競爭優(yōu)勢(shì)，F(xiàn)ontal在不斷地尋求新的方法。在目標(biāo)確定以后，該車間制定了一項(xiàng)提高其生產(chǎn)能力的計(jì)劃，準(zhǔn)備更快速、有效地切削加工硬度高達(dá)47/48 RC的硬質(zhì)鋼材。此外，公司表示，在刀具不減速的情況下，他們想要在快速粗加工鋁材的基礎(chǔ)上，對(duì)工件的外形進(jìn)行精加工。而且，在不使刀具斷裂的較高進(jìn)給速度情況下，可以減少走刀次數(shù)，從而可以進(jìn)一步降低零件的加工成本。除此之外，F(xiàn)ontal公司還有很多目標(biāo)，比如提高表面光潔度、減少刀具更換次數(shù)和消除清潔操作等等，這些都要求機(jī)床保持較低的振動(dòng)。一臺(tái)新的機(jī)床需具有足夠的剛性以降低機(jī)床的振動(dòng)，并應(yīng)具有足夠的成本效益以快速收回車間的投資。

在確定這些目標(biāo)以后，F(xiàn)ontal公司訂購了一臺(tái)VMC立式加工中心，這一機(jī)床具有很好的剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配有8000 r/min轉(zhuǎn)速的主軸。這臺(tái)機(jī)床的型號(hào)為VMC 3016FX，由Fadal加工中心制造公司設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。由于這臺(tái)機(jī)床的加工周期很短，加工速度很快，因此，F(xiàn)ontal公司的營業(yè)收入已有了較大增長。

Oscar Fontal先生于20世紀(jì)80年代初創(chuàng)建了這家公司，當(dāng)時(shí)只有一臺(tái)機(jī)床。但公司發(fā)展很快，主要采用精密的CNC數(shù)控加工中心，集中精力為模具業(yè)、機(jī)床制造業(yè)和航空航天業(yè)加工精密零件。除了這些加工以外，車間也從事磨削加工和其他的精加工作業(yè)。尺寸檢驗(yàn)和表面光潔度檢驗(yàn)也在廠內(nèi)執(zhí)行。

1994年，F(xiàn)ontal公司搬遷到了加州的Sylmar地區(qū)，該地區(qū)在洛杉磯附近，廠房面積14000ft2(1 ft2=0.0929m2)。目前，公司創(chuàng)始人的兒子作為合伙人在管理這家企業(yè)。該公司現(xiàn)擁有16臺(tái)CNC數(shù)控機(jī)床，其中7臺(tái)為VMC立式加工中心，適合于最大尺寸為24in×48 in(1in=25.4mm)工件的加工。7臺(tái)中的6臺(tái)VMC立式加工中心由Fadal公司設(shè)計(jì)和制造。

圖1 ?Fontal Controls控制系統(tǒng)公司的新型Fadal VMC 3016FX立式加工中心正在加工商用飛機(jī)上的一個(gè)鋁制液壓元件

盡管加工程序和周期時(shí)間是可以變化的，但Fontal公司宣稱，與以前的加工機(jī)床相比，新的VMC立式加工中心將每小時(shí)零件的生產(chǎn)率提高了40%。例如，在加工一個(gè)大型、復(fù)雜的宇航鋁制工件時(shí)，主軸的深度加工速度從5500r/min躍升到了7000r/min。進(jìn)給率也提高到了100in/min，這一進(jìn)給率相當(dāng)于老機(jī)床的三倍。

加工宇航鋁制工件，該公司采用了1.26in深度切削走刀量的粗齒刀具，其直徑為1 in。在粗加工和深度切削加工時(shí)，其加工周期時(shí)間從多于9min下降到了6min左右。總體加工時(shí)間從79min下降到了54min。事實(shí)上，光是新機(jī)床的生產(chǎn)率，每天就提高了46%。

最近，該公司生產(chǎn)加工了147件同類零件，刀具還沒有經(jīng)過任何補(bǔ)充。Fontal公司的編程員兼機(jī)械師Art Martinez先生說，這是對(duì)機(jī)床剛性的一個(gè)考驗(yàn)，他估計(jì)，全年重復(fù)批量的生產(chǎn)將會(huì)給客戶節(jié)約相當(dāng)龐大的資金。這一生產(chǎn)能力的好處是能夠給公司帶來更大批量的加工任務(wù)。

Martinez先生說，F(xiàn)ontal公司在最近承接的適配件加工任務(wù)中，鉆削和銑削加工硬度為42 RC的15-5熱處理鋼材時(shí)，達(dá)到了更快的加工速度。

主軸的速度和剛性是促使Fontal公司購置3016FX型機(jī)床的兩個(gè)重大決定因素。機(jī)床的鑄鐵箱體和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特，與火焰淬火的整體導(dǎo)軌接觸面很大，這有利于在重型切削中，幫助機(jī)床保持良好的剛性和抗振性能。按照制造商的說法，機(jī)床可保持很高的精度，并可達(dá)到預(yù)期的圓弧特性，實(shí)際上，逆向誤差完全消除。

機(jī)床的X、Y、Z軸的行程為762mm×407mm×508 mm。VMC立式加工中心是Fadal公司生產(chǎn)的三種型號(hào)機(jī)床系列中的一部分。這些機(jī)床包括2016FX機(jī)床，其特點(diǎn)是整體外形較小，還有4020FX型機(jī)床，各軸的行程為1106mm×508mm×508 mm。

Fontal公司表示，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的球桿試驗(yàn)(ASME B5.54)證實(shí)，其最大正圓度偏差為0.000232in。由于機(jī)床采用了Steinmeyer ETA+雙重安裝的滾珠絲杠，剛性增加，因此加工精度也有了很大提高。Fontal先生說，公司的編程員和機(jī)械師也能夠接受Fadal GE Fanuc Oi-MC控制系統(tǒng)，因?yàn)樗麄円呀?jīng)在車間的其他機(jī)床上工作過，非常熟悉Fanuc控制系統(tǒng)。該公司還應(yīng)用了一種比較直觀的接口，并擴(kuò)充了功能，作為簡化其工件調(diào)試的因素。此外，該機(jī)床還配有一個(gè)21把刀具的ATC自動(dòng)工具交換裝置，這種裝置十分適合于Fontal公司的工作方式。

圖2 ?在批量加工生產(chǎn)中，新型VMC立式加工中心的速度和剛性使公司獲得了應(yīng)有的回報(bào)

公司的管理合伙人Cristian Fontal先生說：“Fadal機(jī)床的剛性對(duì)零件的精加工是十分重要的。滾珠絲杠運(yùn)行速度很快，并提高了機(jī)床的加工精度。該機(jī)床為我們提供了多樣化操作能力，可快速、精確地切削加工鋼材和鋁材。”