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傳統(tǒng)的刀具解決方案往往基于刀具的使用性能出發(fā),但又常常被機(jī)床設(shè)備、工裝夾具及工件自身剛性等因素制約,達(dá)不到預(yù)想的加工節(jié)拍和預(yù)期壽命,使得客戶在前期生產(chǎn)投入預(yù)算與后期的實(shí)際加工背離很大,效果不很理想。
山特維克可樂滿工程師在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的摸索,對(duì)機(jī)床設(shè)備與工裝夾具等都有了較高層次的認(rèn)知,并且熟識(shí)被加工件的材質(zhì)、熱處理及系統(tǒng)剛性等特性。通過結(jié)合自身刀具的特點(diǎn),提供給風(fēng)電零部件加工企業(yè)完整的解決方案,使得預(yù)期與實(shí)際加工相符,從而幫助客戶提高效率和產(chǎn)能,并節(jié)約成本。
山特維克可樂滿在切削工具技術(shù)方面長(zhǎng)期居于世界領(lǐng)先地位。先進(jìn)產(chǎn)品只體現(xiàn)了它一半的內(nèi)涵。聚集客戶的成功,與客戶共同成長(zhǎng)才是山特維克可樂滿業(yè)務(wù)的核心。山特維克可樂滿與機(jī)床廠之間有很好的合作關(guān)系,對(duì)于機(jī)床設(shè)備性能也有更加深刻的認(rèn)識(shí),針對(duì)于風(fēng)電零部件的特殊性與機(jī)床生產(chǎn)廠進(jìn)行過很多研討,使得刀具性能在機(jī)床上體現(xiàn)得更加充分。
與此同時(shí),山特維克可樂滿也與領(lǐng)先的風(fēng)電零部件生產(chǎn)商進(jìn)行加工工藝的探討,確定最佳加工工藝。選定何種加工路線和加工方式直接影響到生產(chǎn)效率和總的加工成本。
1.輪轂
對(duì)于常規(guī)的輪轂需加工部位可分為主軸系與葉片孔系兩部分。為了得到最優(yōu)的投入/產(chǎn)出比,建議采用立車與刨臺(tái)式鏜銑術(shù)來(lái)加工。
用立車加工回轉(zhuǎn)孔系例來(lái)都是最經(jīng)濟(jì)、最高效的加工方式,這里也不例外。對(duì)于立車接口選配山特維克可樂滿模塊化快換工具系統(tǒng)Capto,其高強(qiáng)度可保證高效完成內(nèi)孔、端面等車削。由于在主軸孔的端面位置還會(huì)有一些銷孔或螺紋孔,為了避免重復(fù)裝卡,建議選用的立車應(yīng)帶有鉆銑功能,其鉆銑頭通常需帶內(nèi)冷卻裝置,使得鉆孔效率得以保證。
對(duì)于加工葉片與主軸系帶角度的輪轂,刨臺(tái)式鏜銑床需要配有專用夾具,此夾具的角度與葉片、輪轂夾角相同,通過自動(dòng)或手動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn)葉片位置。這里也需要鏜銑床帶有內(nèi)冷,冷卻液壓力在1Mpa以上,機(jī)床轉(zhuǎn)速在2000r/min以上,主要是考慮到一部分較小直徑孔的高效加工。對(duì)于此類機(jī)床功率一般不是問題,最重要的是功率與扭矩的輸出曲線是否能滿足刀具高效加工需求,如葉片孔一般直徑都在1m以上,傳統(tǒng)采用粗鏜刀方式加工時(shí)對(duì)機(jī)床的扭矩要求很大,但低轉(zhuǎn)速時(shí)扭矩輸出都很小,為了解決這個(gè)矛盾,對(duì)于大孔的粗加工最好采用插補(bǔ)銑的方式。
典型刀具應(yīng)用:
CoroMill R390長(zhǎng)刃立銑刀在插補(bǔ)銑時(shí)進(jìn)給高達(dá)650mm/min,也就是說(shuō)1m直徑的孔在5min內(nèi)就可以粗銑完畢;
對(duì)于葉片孔的精加工可以選用CoroMill215夢(mèng)幻銑刀,在保證孔精度的同時(shí)獲得Ra1.6~3.2μm的表面粗糙度;
當(dāng)然效率提升更為明顯的在于鉆削,對(duì)于輪轂來(lái)講通常會(huì)有近200個(gè)孔需求鉆削完成。CoroDrill 880在此序加工中進(jìn)給可超過400,也就是說(shuō)1min之內(nèi)就可以完成一個(gè)孔的加工;
對(duì)于面加工先用山特維克可樂滿的新產(chǎn)品CoroMill345,八刃設(shè)計(jì),更加突出了刀具性價(jià)比。
通過以上幾種產(chǎn)品的正確運(yùn)用,輪轂加工可以提效50%以上。
2.主軸
主軸屬由長(zhǎng)軸式回轉(zhuǎn)件,大多數(shù)加工都是臥車上完成。臥車刀具接口選則就多數(shù)多樣,有四方刀塔(刀方、VDI燕尾槽),雙刀板式(刀方、BTS、Capto)等。好馬配好鞍,Capto接口以極好的負(fù)載能力,10s以內(nèi)的換刀時(shí)間和±0.002mm以內(nèi)的重復(fù)定位精度成為了重型臥車的首選配置。
粗車時(shí)的狀況一般都很苛刻,即要求刀尖的抗沖擊性好,也要求高的金屬去除率,這種情況下可選用圓形刀片來(lái)加工。在刀深7~10mm的情況下,進(jìn)給可達(dá)到1.4~3mm/r;
精車時(shí)采用-WMX修光槽型,在保持0.5~0.8mm/r高進(jìn)給的條件下還可獲得小于Ra0.4μm的表面粗糙度;
山特維克可樂滿對(duì)于矩型螺紋的加工更為專業(yè),帶有導(dǎo)軌定位的266刀片使得加工后牙型變化更小,很容易的保證加工質(zhì)量。
除臥車之外,深孔鉆床和落地鏜銑床對(duì)于主軸加工也十分重要。
加工?80的深孔,通常需要機(jī)床有45kW的功率,300l/min的冷卻液流量,1.5MPa的冷卻壓力,1.5kNm的扭矩,滿足這種條件,加工4m深孔僅需40min。不再需要鏜削即可滿足要求。
對(duì)于落地鏜銑床冷卻及高轉(zhuǎn)速還是必需的,也是為了最大化地發(fā)揮CoroDrill 880效率。
3.回轉(zhuǎn)支承
車削回轉(zhuǎn)支承內(nèi)孔、端面、外圓、滾道等都是在立車上完成;對(duì)于高效齒加工則是在齒輪銑床上完成;螺栓過孔在立式鉆削中心上完成。
立車的選則這里就不再贅述,著重講一下銑齒加工。由于風(fēng)電對(duì)回轉(zhuǎn)支承齒精度要求都不嚴(yán),通常在9~10級(jí)就可以滿足使用要求,所以齒加工也就可以簡(jiǎn)化為粗、精銑兩步。
對(duì)于粗銑,在機(jī)床剛性與夾具剛性較好的情況下可以400以上的進(jìn)給量來(lái)加工。精銑可采用更大的進(jìn)給量。實(shí)踐證明,山特維克可樂滿的粗、精齒輪銑刀和相應(yīng)刀片的表現(xiàn)異常優(yōu)異。
對(duì)于螺紋底孔和螺栓過孔的鉆削,建議選用雙軸立式鉆削中心,配合Corodrill 880淺孔鉆可高效完成孔的加工。
4.底座及齒輪箱體
這兩個(gè)部件都是典型的結(jié)構(gòu)件。底座推薦用龍門鏜銑床,兩次裝卡完成加工。齒輪箱體則在大型臥式加工中心上進(jìn)行鉆、鏜、銑等。內(nèi)冷卻對(duì)提高孔的加工效率十分必要。
山特維克可樂滿針對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的底座與齒輪箱體都有詳細(xì)的工藝方案、刀具選型及加工參數(shù)。
5.連接法蘭
該零件加工設(shè)備與回轉(zhuǎn)支承類似,但連接法蘭的材料多為低碳鋼,鉆孔時(shí)不易斷屑。山特維克可樂滿選用LM的刀片槽型來(lái)加工,良好的斷屑性能在用戶處已經(jīng)得到驗(yàn)證。
6.發(fā)電機(jī)主軸
發(fā)電機(jī)主軸最大的難點(diǎn)在于下線槽的高效銑削。綜合考慮機(jī)床、效率,分為直槽銑和下線槽成型銑兩步,都采用可轉(zhuǎn)位立銑刀的形式,降低了對(duì)設(shè)備功率和扭矩的要求。
對(duì)于車削還是推薦使用Capto接口的重型臥車。