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5轴加工的优越性
对某种特定的应用领域和5轴加工能力进行分析之后,发现采用5轴加工可以为模具制造商带来极大的效益。
采用一把平底端铣刀,并对复杂的加工表面保持垂直的状态,就可大幅度地减少加工时间。这个成果是由于刀具整个直径都投入跨步切削而完成的,因为这种加工方式可减少在工件表面上的走刀次数。这个加工原理也同样适用于带角度表面的侧面铣削加工。这种工艺也可以消除由球端立铣刀加工所造成的肋骨状纹路,达到较为理想的表面质量,削减因清理表面而增加的人工铣削和手工作业量。
5轴加工技术解除了工件在复杂角度再次定位所需的多次调试装卡。这不但节约了时间,而且还大大降低了误差,并且节约了安装工件就位所需的工装夹具等所需的昂贵费用。它使机床能够加工复杂的零件,这是采用其他方法不可能办到的,包括复杂表面上通常所需要的钻孔、型腔隐窝和锥度加工。
5轴加工通过采用较短的刀具,可一次性完成整个零件的加工,不需再次装卡或采用同类3轴加工中所需的较长刀具,而且可以在较短的时间内交工,零件的表面质量也比较理想。由于刀具通过枢轴支点延伸安装,因此以主轴为基础的附件,当加工模具里面的型腔时,实际上还可以在主机规定的行程外进行铣削加工。
由于主轴的回转运动是围绕铣刀头进行的,因而无需像其他机床那样所需的补偿运动,大大减轻了回转驱动装置的负担
要想经济地加工汽轮机和压缩机的叶片,对机床和刀具都提出很高的要求。Starrag-Heckert公司研制的BX 151 Win-Win五轴加工中心,可以满足对精度、表面质量和降低工件成本提出的高要求(图1)。用于整体加工汽轮机和压缩机叶片的五轴加工中心,其机械方案的新颖之处在于主轴向前倾斜。由于回转点位于铣刀头上,因而在回转运动时就不存在与机座碰撞的危险。因此,其他轴在回转时的补偿运动也限制在最小程度。由于需要运动的质量极小,因而可以达到很高的加速值。力的切入点紧贴机架工作面。切削分力总是直接被主轴吸收。高刚度的机床结构具有平衡稳定性,可减轻回转驱动装置的负荷,因而是满足高精度加工的重要前提条件。
图1 由于向前倾斜的主轴的回转点位于铣刀头部位,
因而在回转运动时就不存在与机座碰撞的危险
装有复合轴承的主轴转速达15000r/min
利用这种加工中心,蒸汽轮机和燃气轮机的叶片的铣削工作可以在一次性夹紧后完成全套加工(图2)。对于汽轮机叶片,该加工中心可以用800 mm的中心距加工几乎所有的叶片部位(流动区、叶面、进口唇缘和出口唇缘以及叶脚和叶顶部的过渡区)。叶片端部和叶片根部用标准刀具进行加工。叶片可以直接在加工中心上进行裁切。除了用于加工汽轮机叶片外,该机床还适合于专用的五轴加工,如用于加工铣削量极大的成套旋转部件,单级或多级BLISKS以及结构部件等。
图2 汽轮机加工和压缩机叶片上几乎所有的部位都可以放在同一台加工中心上进行加工
HSC电机主轴也是Starrag-Heckert公司自行研制的、主轴上装有复合轴承、其冷却装置以及HSK接口。主轴的异步电机采用矢量控制,功率为27 kW。主轴的最大转数为15000r/min。由于机床的刚性非常高,因而主轴的潜在功率可以全部发挥出来,既可达到很高的切削速度,也可以达到大扭矩和高功率。这对提高利用大直径刀具进行粗加工的经济效益将产生积极的影响。在加工叶片时,高加速度比高速度更重要:0.5g的加速度值对于这种规格的机床来说是非常引人注目的。这样它既适合于初步精加工,也适用于最后的精加工。不会产生振动痕。由于主轴的回转运动是围绕铣刀头进行的,因而也就无需像别的机床那样的补偿运动了。这样就提高了加工精度和切削刚度,并可降低回转驱动装置的负荷。
所有机床组件相互配合
加工中心装配有控制装置Sinumerik 840 D以及与之相匹配的伺服传动和主传动装置。同机床上所有其他组件一样,伺服传动和控制装置以及直接的球螺纹传动相互间经过精密的配合。
图3 五轴加工中心BX 151 Win-Win的轴线配置
十字滑板和机架安装在牢固的机座上,机架是牢固地固定在基础上的(图3)。机座支承着两个十字刀架,而机架则以回转驱动装置的倾斜安装面引导垂直滑板。机床上安装有液压重力平衡装置,负责对所有垂直运动的质量进行补偿。横向滑板的驱动安装在机架上,位于铣刀头的中心位置。4条大规格的直线滑柱导板负责横向滑板无间隙而高精度地滑行,横向滑板则支承着纵向导轨和纵向驱动装置。环形驱动装置密无间隙,尾座则可纵向移动,工件则夹在二者之间。机床采用刚性结构,具有杰出的减振性能,可以进行稳定的切削,过程稳定性高,刀具寿命长。工作间的切屑滑板倾斜安装,可以使切屑以及冷却剂顺畅流动。工件中央站接口符合Starrag-Heckert的托盘系统,与该制造厂家的所有机床全部兼容。刀具架装刀有单独的装刀单元,在加工过程中也可以进行操作。
刀具箱可随时装卸
环形刀具箱装有换刀器,直接安装在机床底座的机架旁边。刀具箱在加工期间可以随时装卸。装料单元为标准配置。其间的行走时间短,换刀时间短,因而从切削到切削之间的时间短。主操作门上装有安全玻璃,因而操作员在观察或输入过程数据的同时,也可以观察到铣削过程(图4)。
图4 通过安装安全玻璃的机器门可以在观察或输入过程数据的同时观察铣削过程
加工中心的铣削结果完全满足客户的愿望。用这种新型五轴加工中心,Starrag-Heckert使加工汽轮机叶片的机床系列臻于完善。这样,现有的SX和HX系列单主轴五轴加工中心也得到了补充。
UCP 1350立卧转换多轴联动高性能加工中心 超精度的5轴加工UCP 1350的设计遵循动柱式原理,以保证大的加工范围。立卧自动转换的摆动主轴头与可选的回转或回转/摆动工作台配合,可通过一次装夹实现5轴联动或5面体加工,无需再对机床进行调整。 自动换刀刀库(可选刀具中心内冷功能)和有效的排屑装置使得停机时间降为最低。整体机窗外罩可完全保护操作人员的安全。大型的敞开门可方便吊装工件,且整个工作区都有良好的照明。自动门锁定保护,满足目前所有的安全标准。 操作优势 · 具有最大的通用性- 4或5轴联动- 立卧转换主轴· 可进行5轴联动加工- 增强了机床的加工能力- 装夹时间降至最少- 改善了加工精度- 降低了零件加工成本 · 扩充了新的加工领域- 加工大型零件- 加工复杂零件- 高速加工 机床概况工作范围 纵向长度: X 1'350 mm 横向长度: Y 1'150 mm 垂直高度: Z 685 (895) mm 工作主轴 12'000 min-1 S6 24 kW 主轴冷却 水冷却工作主轴 15'000 min-1 S6 24 kW 主轴冷却 水冷却工作主轴 24'000 min-1 S6 25 kW 主轴冷却 水冷却 工作台 工作台面积
关键是 复杂工件3轴做不出来
只能靠5轴得
CJ1610HZ型龙门移动式高速数控钻铣床产品描述:
机床用途:
CJ1610HZ型龙门移动式高速数控钻铣床主要用于建筑、桥梁、铁塔等钢结构行业中的板类工件钻孔和铣削加工,也可用于锅炉、石化行业的管板钻孔、折流板钻孔和圆形法兰钻孔还可以实现轻铣加工;本产品用于钻通孔、盲孔、阶梯孔、孔端倒角以及工件的铣削加工。最大加工范围1600×1000mm。
机床结构特点:
1. 该高速数又另重脸必门小纸呢差控钻采用数控滑枕式动力头(Z轴),行程根据工件预先设定,能够实现钻头快进—工进—快退的自动转换,具有加工效率高,结构简单,维护成本低等优点。结构精巧,使用方便,维护简单。
2.机床径果围致盐早矿引台的动力头主轴采用BT儿满40内冷刚性精密主轴,可使用硬质合金内冷钻头,精度高。配备液压打刀缸,装卸刀具极为方便。主轴由大功率主轴电机通过同步带进行驱动,主轴转速30~3000r/min,转速范围广。
3. CJ1610HZ型龙门移动式高速数控钻铣床共有3个数控轴:龙门的移动(x轴);动力头在龙门横梁上的移动(y轴);动力头的进给运动(z轴)。每个数控轴都采用精密直线滚动导轨导向,AC伺服电机+滚珠丝杠驱动。运动灵活,定位精确。
4.工作台上平面布置有若干横向T形槽条,用以装夹夹具及工件。
5.本机床配有平板链式自动排屑器和集屑车,收集铁屑和切削液。
6.机床精密曲开我药写直线滚柱导轨副、精密滚珠丝杠副等出雷征案就改技轮约高精度的运动副均配备有自动润滑系统。
7. 数控采用西门子808D控制,并配备上位计算机以方便工件加工程序的存储与输入,操作简伟围然慢银威便。
8. CJ1610HZ型龙门移动式高速数控钻铣床配置的滚珠丝杠副、直线导轨副、电气件、伺服电机、变频器 等,均为国内外知名厂家供货,开机故障少。
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