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高效率的单主轴机床

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:57:32

这一现代化投资程序的核心是购买了三台由位于加拿大安大略湖畔的 Henri Linè 生产的Powermill系列高速5轴加工机床。两台立式机床分别在2002年6月和11月安装，一台卧式机床在2004年初安装使用。单主轴胜过三主轴立式机床对加工过程的影响很大。使用两台单主轴立式机床加工的产量相当于使用五台三主轴机床，Pickett先生说。由于它具有大功率、高切削速度、五轴加工的高柔性和高效率装夹等优点，所以具有很强的市场竞争力。机床的X和Y轴设计成由90 hp的直线电机驱动，能在加工铝合金时达到25.4m/min的较大进给速度。主轴最高转速为24,000 r/min。机床配备有HSK63-A型快换刀具夹头。 “我们现在使用单主轴机床，在相同的加工时间内加工铝合金零件，与使用三主轴机床相比，可四倍以上地提高生产效率。”Pickett先生说。在加工时间上，据Pickett先生介绍，加工一个大型的飞机机身零件，在三主轴机床上需用72个小时，现在仅12个小时就能完成。新的机床有宽为3657.6mm，长是18288mm的工作区域。虽然三主轴机床也有这样大工作区域，但不如单主轴机床能更有效利用这一工作空间。例如，为了同时使用三个主轴，工作区域必须被分为三个比较狭窄的平行部分。这将使大型形状复杂零件的多次装夹受到影响，并使并排装夹着的零件因主轴达不到而无法加工。GKN航空制造厂通过采用在铝板上嵌置多个零件，采取在多位夹具上装夹多个零件和分左右侧面加工等方式，充足利用新机床床身整个长宽面积，给零件的高效率加工带来了方便。刀具的使用方面也比三主轴机床高效、方便：(一)新机床装备有自动换刀系统，而三主轴机床还需由人工在三个主轴上装卸刀具。(二)单主轴机床只使用一把加工精良的刀具，而三主轴机床，为保证加工一致，需准备三把需经仔细匹配好的刀具。这样，单主轴机床的刀具费用减少，刀具准备程序简单。当然，因为新机床是为高速加工设计的，所以必须将高精度硬质合金刀具装入平衡过的刀柄内使用。“这些刀具的同轴度很高，因而能加工出更好的零件表面粗糙度。”Pickett先生说。零件的装夹次数的减少也是单主轴机床能实现高效率加工的一个最重要原因，这也是很好执行制造策略的最基本要求和进行精益生产的必须具备的条件。因为新机床所具有高速与大功率特点，通常要求粗、精加工在一次装夹中完成。机床的5轴加工能力表现在能使刀具倾斜20-25°，对零件中的斜孔和斜面进行加工的能力。这就取消了在三主轴机床上加工，需要进行多次装夹零件的麻烦。单主轴机床还设计了经齿轮传动的能从立式状态倾斜100°的可摆动式主轴。所以是加工飞机机身零件上扇状槽型轮廓和侧面立体空间(斜)孔的最佳解决方案。根据新产品开发和正在生产中钛合金零件加工的批量大小，在明年将继续对其余的机床进行改造。将工厂从单主轴机床学习的经验运用于改造的三主轴机床上加工钛合金零件。例如，尽管这些机床的三主轴加工功能已不再占有优势，Pickett先生说，“如果有很多零件需要加工，而且零件形状不是很复杂，我们也可以象在单主轴机床上一样地使用三主轴机床。” 卧式加工中心由Henri Linè公司生产的第三台Powermill系列高速5轴加工机床是一台卧式加工中心。它装备两个可以卧式定位，可承重载的液压驱动工作台，用以加工大型零件。当工作台处于垂直的吊挂状态时，工作台就象一扇锁紧的大门，将机床封闭一处进行加工。为提高加工效率，卧式加工中心配备有能防止高压冷却液喷溅的喷溅遏制器，因此能使用高压、大流量的冷却液，顺利排屑和降低切削温度。由于机床配置了好的切屑管理系统和冷却液系统，所以主要用于加工结构上有较深型腔的形状复杂的航空零件，并比立式加工中心提高20-30%的生产效率。采用精益生产当Pickett先生和金属结构部成员并没有把成功只局限于新的加工技术上。为能保持高速、5轴加工始终具有较强的竞争优势，还必须将它应用到工厂更多的生产设备上去。
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