為了適應鈦合金飛機零件加工的需要,日本牧野公司在美國總部設(shè)立了全球鈦合金研發(fā)中心,開發(fā)了T系列5軸臥式加工中心,其核心技術(shù)稱為ADVANTiGE枚从,意即“鈦的優(yōu)勢”,可使鈦合金的加工效率提高4倍蕴黎,刀具壽命增加100%榛狮。
T系列臥式加工中心有兩種型號:T4和T2,T4型臥式加工中心的X阱剂、Y和Z軸行程分別為4 200mm嫡靠、2 000mm和1 000mm,最大工件重量為50 00kg乘害,適用于加工飛機的鈦合金大型結(jié)構(gòu)件杂飘。
T2型臥式加工中心的尺寸規(guī)格較小,但同樣采用ADVANTiGE鈦合金加工技術(shù)集成系統(tǒng)汹即,該系統(tǒng)包括提高機床性能超高剛度的機床結(jié)構(gòu)與主動減振系統(tǒng)触咧、提高切削速度與生產(chǎn)效率的自適應主軸、高壓大流量冷卻與切削液微化系統(tǒng)以及先進的數(shù)控系統(tǒng)及其編程策略等仅谍,從而克服了傳統(tǒng)鈦合金加工時金屬切除率低潦擅、刀具壽命短的問題援奢。
1. 高剛度的機床結(jié)構(gòu)和減振系統(tǒng)
加工鈦合金零件時兼犯,由于切削力較大以及銑削過程的不連續(xù)性,使機床的剛度和阻尼顯得非常重要集漾,它直接影響到銑削過程穩(wěn)定區(qū)的多W形分布切黔。
剛度低和阻尼小的機床切削穩(wěn)定區(qū)有限。操作者往往為了保證生產(chǎn)效率具篇,只能降低背吃刀量(吃刀深度)和提高主軸轉(zhuǎn)速纬霞,結(jié)果導致刀具壽命大幅度降低。剛度高和阻尼大的機床能夠提供更大范圍的切削穩(wěn)定區(qū)驱显。這就為ADVANTiGE技術(shù)的其他組成部分提供了堅實的運作平臺诗芜,例如進一步降低銑削過程的振動和提高金屬切除率。
高剛度是T系列機床設(shè)計遵循的第一原則埃疫, T4型臥式加工中心采用大質(zhì)量的床身伏恐,1.7m寬的立柱孩哑、箱型導軌系統(tǒng)和大直徑的滾珠絲杠,從而保證機床具有很高的剛度和較大的阻尼翠桦。
ADVANTiGE 主動式減振系統(tǒng)借助低頻振動傳感器對摩擦力進行實時調(diào)整横蜒,避免了機床結(jié)構(gòu)諧振的顫振和刀具損壞,從而獲得更高的金屬切除率和減少刀具磨損争萎。
2. 主軸的自適應技術(shù)
T系列機床采用的HSK A125主軸是牧野公司到目前為止的最強大的電主軸候铸,緊湊的設(shè)計結(jié)合最新的大轉(zhuǎn)矩異步電動機和雙變頻傳動技術(shù),保證了鈦合金加工所需的大功率谍售、大轉(zhuǎn)矩特性(3 000kN·m眨额、100kW連續(xù),5 000kN·m学掉、150kW峰值)蚪教。主軸最高轉(zhuǎn)速為40 000r/min。擺叉式銑頭的A軸旋轉(zhuǎn)為±110°召期,C軸可360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)畅镐。
該主軸采用自適應控制技術(shù),借助位移傳感器測量由過大切削力所造成的變形编漆。此信息實時反饋到數(shù)控系統(tǒng)Professional 5践桂,自動調(diào)整切削參數(shù)以適應當前的加工條件,從而保護了主軸和刀具跌蛔;實現(xiàn)了機床主軸能夠自主檢測级汹、思考、決策和反應以及優(yōu)化切削狀態(tài)的終極目標盒卸。
3. 高壓大流量的冷卻系統(tǒng)
盡可能保持工件處于冷態(tài)和盡快將高溫切屑移除是鈦合金加工的關(guān)鍵骗爆。T系列機床在切削液提供方面采用高壓大流量冷卻系統(tǒng)向切削區(qū)域直接提供大量的高壓切削液,使切屑盡快地從多刃刀具的有限空間排出蔽介。切削液的供給壓力最大可達100kg/cm2摘投,流量達250L/min,壓力和流量可以借助數(shù)控系統(tǒng)的M指令調(diào)節(jié)虹蓄。切削液的供給有外部花灑犀呼、主軸噴嘴和通過主軸內(nèi)孔3種方式,以提高其冷卻和潤滑效果薇组,以及加速切屑從切削區(qū)域移除外臂。
牧野公司提高鈦合金加工效率的努力并非到此為止。例如律胀,全球鈦加工研發(fā)中心的工程師仍然不斷地開發(fā)出多種應用程序宋光,為各行業(yè)的鈦加工提供解決方案。訪問公司網(wǎng)站炭菌,可以了解牧野公司的最新突破罪佳,參與牧野的“全球鈦日(Global Titanium Day)”的虛擬活動站叼,觀看技術(shù)講座和牧野設(shè)計師和應用工程師有關(guān)鈦合金加工的創(chuàng)新演示。
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