高度自動(dòng)化的葉輪加工
Turbocam公司是一家全球性的復(fù)雜精密渦輪機(jī)械零部件生產(chǎn)商,在美國(guó)設(shè)有兩家工廠综货、在英國(guó)和印度各設(shè)有一家工廠恩奢,專業(yè)從事內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓器葉輪和噴氣機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪制造荠划。Turbocam公司也是少數(shù)幾家能夠按照重型卡車和乘用汽車制造商的一些特殊要求制造渦輪增壓器葉輪的公司之一恕下。隨著內(nèi)燃機(jī)功率和排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷變化,加之汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)對(duì)渦輪增壓器的需求迅速提高刘纸,Turbocam公司逐步發(fā)展成為了一個(gè)內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓器葉輪的核心制造公司桥庵。目前,在歐洲帶有渦輪增壓器的汽車已經(jīng)占到了50%左右侈滚,美國(guó)氯鲫、亞洲等地對(duì)渦輪增壓器的需求也都在迅速增長(zhǎng),Turbocam公司當(dāng)然不能錯(cuò)過這樣旺盛發(fā)展的市場(chǎng)機(jī)遇坞角。
能否一周七天24 h不停地大批量生產(chǎn)高精密的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器葉輪呢倾祈?Turbocam公司完全可以做到,而且無需工人加班晴叨。依靠米克朗的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心凿宾,他們可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)24h自動(dòng)加工卡車渦輪增壓器葉輪。
從澆鑄到實(shí)心加工
歷史上早期的渦輪增壓器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單兼蕊,對(duì)葉輪的精度要求也不高初厚,因而葉輪通常采用成本非常低的傳統(tǒng)的澆鑄方式制造,而不是機(jī)械加工制造遍略。
隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的不斷提高惧所,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍以及空氣流量都發(fā)生了很大變化骤坐,各種排放法規(guī)也越來越苛刻绪杏,這些都對(duì)渦輪增壓器也提出了相應(yīng)的新要求。現(xiàn)代渦輪增壓器葉輪具有12~30個(gè)葉片纽绍,呈放射線狀曲線排列蕾久,葉片具有復(fù)雜的三維曲面形狀,壁厚小于0.5mm拌夏。顯然僧著,傳統(tǒng)的澆鑄方式已不能滿足現(xiàn)代產(chǎn)品的工藝要求。
五軸聯(lián)動(dòng)加工方案
發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)以及加工工藝的進(jìn)步都是飛速的辰诉,而且相得益彰圣治,當(dāng)硬度更高、性能更優(yōu)異敏袄、能夠耐受1000℃左右高溫的材料用于發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪增壓器時(shí)辙紧,柔性化生產(chǎn)、五軸加工坚为、高速加工等技術(shù)正逐步發(fā)展成熟苟可。
經(jīng)過不斷的探索,Turbocam公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)渦輪增壓器葉輪加工的現(xiàn)代化加工工藝以及機(jī)床、CAM軟件等進(jìn)行了認(rèn)真的分析想阎,最終得出的結(jié)論:對(duì)于具有復(fù)雜且非標(biāo)準(zhǔn)形狀的葉輪的大批量加工憾侮,必須采用高速、高自動(dòng)化的五軸聯(lián)動(dòng)加工方案瓤梦,隨后选畴,Turbocam公司專門成立了自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)部(TAPS),并很快在來自瑞士GF 阿奇夏米爾集團(tuán)的高性能米克朗HSM 400U型五軸聯(lián)動(dòng)加工中心上成功進(jìn)行了24h無人看守辙使、連續(xù)加工卡車渦輪增壓器葉輪的試驗(yàn)冗美。無論整體加工速度、加工精度析二,還是工件的自動(dòng)更換粉洼,米克朗HSM 400U型機(jī)床都完全滿足了Turbocam公司的要求。
Turbocam公司的葉輪加工業(yè)務(wù)在持續(xù)拓展叶摄。前不久属韧,TAPS搬到了其全球總部所在地的一座新的具有世界水平的制造中心。在這個(gè)新的制造中心里蛤吓,18臺(tái)米克朗HSM 400U五軸聯(lián)動(dòng)高速加工中心專門從事以不銹鋼宵喂、鈦鋼坯等為材料的20余種卡車渦輪增壓器葉輪的生產(chǎn),而且多數(shù)加工中心安裝了托盤交換裝置会傲,使得生產(chǎn)效率更高锅棕,機(jī)床利用率更高,TAPS的葉輪年產(chǎn)量可達(dá)幾十萬件淌山。
加工利器米克朗HSM 400U
米克朗HSM 400U型五軸聯(lián)動(dòng)加工中心是瑞士GF 阿奇夏米爾集團(tuán)銑削技術(shù)部新一代高速銑床的杰作之一裸燎,瑞士GF 阿奇夏米爾集團(tuán)銑削技術(shù)部甚至憑借它在五軸聯(lián)動(dòng)高速加工領(lǐng)域建立了新的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)包括動(dòng)態(tài)特性(包括所有5個(gè)軸)泼疑、工件加工精度德绿、人機(jī)友好界面、自動(dòng)化和過程可靠性以及優(yōu)越的操作性能等闸声,其中最吸引人的特性是彻盐,對(duì)于各軸、高速回轉(zhuǎn)/擺動(dòng)工作臺(tái)均配有液冷式直接驅(qū)動(dòng)裝置贿叉,這種直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)可使回轉(zhuǎn)/擺動(dòng)工作臺(tái)的動(dòng)態(tài)特性達(dá)到新的水平晕忙。該機(jī)可配工件托盤交換裝置,實(shí)現(xiàn)無人化自動(dòng)加工净纬。顯然膛画,米克朗HSM 400U為用戶將來的發(fā)展提供了高度的附加值。
對(duì)于Turbocam公司的葉輪加工而言汛欺,米克朗HSM 400U所表現(xiàn)出的多種先進(jìn)技術(shù)使其在多方面大大受益尾杆。
1设塑、高性能主軸與高速加工
高速加工是Turbocam公司的一貫作風(fēng),速度是其在生產(chǎn)中的各個(gè)階段都需要不斷加快的狗丙。
HSM 400U型機(jī)床的回轉(zhuǎn)/擺動(dòng)工作臺(tái)采用了線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)譬奈,旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)使其速度能夠達(dá)到傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)速度的25倍。主軸電機(jī)采用混合陶瓷滾珠軸承液體冷卻技術(shù)暇昂,從而實(shí)現(xiàn)了在TAPS應(yīng)用中40000r/min的高轉(zhuǎn)速可靠運(yùn)行莺戒。
2、高精確性和高動(dòng)態(tài)性的刀具系統(tǒng)
HSM 400U型機(jī)床配備有激光測(cè)量系統(tǒng)急波,可以對(duì)刀具的長(zhǎng)度和半徑進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)从铲,同時(shí),玻璃光柵尺線性測(cè)量系統(tǒng)可以確保極高的定位精度澄暮,從而帶來極其精確的動(dòng)態(tài)加工特性名段,并可滿足快速連續(xù)加工復(fù)雜的螺旋形葉輪時(shí)加工所需的大于1g的加速度或減速度。
3泣懊、完美的表面加工質(zhì)量
HSM 400U型機(jī)床具有的混凝土聚合床身為加工過程提供了極高的剛性伸辟、良好的減振效果以及極高的熱穩(wěn)定性,為實(shí)現(xiàn)更高的零件表面光潔度和精度提供了保障馍刮,同時(shí)也減小了刀具磨損信夫。
夾緊、定位卡啰、工件交換和先進(jìn)的控制系統(tǒng)也都處處體現(xiàn)著HSM 400U型機(jī)床的優(yōu)秀特性静稻,從而更加確保了零件加工完畢時(shí)的表面質(zhì)量。
4匕冠、先進(jìn)的控制系統(tǒng)和CAM軟件
HSM 400U型機(jī)床采用海德漢iTNC530控制系統(tǒng)胚僧,具有較高的信息處理速度,可以運(yùn)行包含有零件幾何形狀等信息在內(nèi)的2MB子程序勇袋。此外镇轿,該系統(tǒng)還具有許多標(biāo)準(zhǔn)特性與配置太队,如3D圖形和3D刀具補(bǔ)償仿真淑助、1.5G硬盤和以太網(wǎng)接口等。
當(dāng)然痢玖,Turbocam公司成功的關(guān)鍵因素還包括他們定制和編寫五軸CAM軟件的能力光稽。
在米克朗HSM 400U型機(jī)床的實(shí)際生產(chǎn)中,Turbocam公司和加拿大CAMplete Solutions Inc軟件公司合作開發(fā)出了更為先進(jìn)的TruePath軟件氨案,全面優(yōu)化了HSM系列機(jī)床的五軸加工精度也拳、速度和質(zhì)量。在用CAM編程以后锻刺,Turbocam公司的工程技術(shù)人員利用TruePath檢查和優(yōu)化HSM 400U型機(jī)床的刀具路徑绝迁,從而可以減少錯(cuò)誤伊镐、估計(jì)周期時(shí)間并優(yōu)化計(jì)算出的進(jìn)給速度等。
無人看守的可靠運(yùn)行
總之鹃栽,瑞士GF 阿奇夏米爾集團(tuán)的米克朗HSM 400U型機(jī)床為Turbocam公司提供了在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)躏率,80%的時(shí)間可以無人看守、100%正常運(yùn)行的高可靠性民鼓。
在Turbocam公司位于美國(guó)巴靈頓(Barrington)的另一個(gè)工廠里薇芝,有6個(gè)由ABB機(jī)器人和3R機(jī)械手組成的機(jī)器人工作單元,其中的3個(gè)機(jī)械手與來自瑞士GF 阿奇夏米爾集團(tuán)的加工中心配合使用丰嘉,實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)傳送夯到。在這里,小型葉輪的加工時(shí)間通常僅需0.5h饮亏,如果采用兩臺(tái)機(jī)床加工150個(gè)工件耍贾,機(jī)床可以為用戶提供37.5h的無人看守運(yùn)行時(shí)間。
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