五軸加工高燃燒效率蝸輪增壓器

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    如果沒有Turbocam自動化生產(chǎn)系統(tǒng)（Taps）放祟，大部分的新型轎車和卡車都不會滿足燃油效率和排放標(biāo)準(zhǔn)悄锈。那是因為在Barrington, N. H.的工廠是少數(shù)幾家高精度蝸輪增壓器葉輪的供應(yīng)商之一罩音，而對汽車制造商來說高精度蝸輪增壓器葉輪是滿足當(dāng)今嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵部件捏悬。通過先進的五軸加工誓享，Taps每天可以制造數(shù)百個增壓器蝎毡，采用實心鋁材切削萎雁，與老式的鑄造增壓器相比伸危，不僅有價格上的優(yōu)勢而且公差精度更高锤观。而且晃键，Taps增壓器成本低于其他加工形式的90%特棕，使得該工廠在這個一級市場里取得了不可撼動的市場份額。
    與大部分的蝸輪式零件一樣迟赶，增壓器是一個100%五軸加工工件创哩，沒有任何直切或純圓弧加工。外形輪闊大致為錐形堵但，有大量翼型葉片從輪轂且開始沿著圓錐的軸線螺旋輻射開來波笆。在增速器加工期間的每個加工瞬間，切削路徑沿著所有的加工軸變化铁厌，因此每個軸一直處于加速或減速的模式下褂苔，這會導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重的重力加速度。
    在Taps的核心惹模，加工任務(wù)繁重的五軸增壓器加工由四臺FSP型號300x的高速加工中心完成贩贵，它們是Bridgeport, Conn的Moore Tool Co.的產(chǎn)品。該機床最引人注目的是固定位置的水平主軸只能沿X和Y軸運動誉简。只限制主軸在水平方向運動碉就，并不改變主軸的伸長，這樣可以提高剛性并在大慣性力時提高振動阻尼闷串，在增壓器的加工中大慣性力是很常見的瓮钥。

    工件臺的臺上臺（table-on-table）旋轉(zhuǎn)設(shè)計，在Taps的復(fù)雜輪廓切削期間避免了鉸軸的重心偏移烹吵，提高了切削路徑的響應(yīng)和精度碉熄。具有水平主軸可以更快的去除切削屑，不用雙掏槽（double cut）肋拔。
    大型的锈津、鑄鐵的和三點水平式的箱中箱結(jié)構(gòu)增強了穩(wěn)定性和振動的吸收。加工輪廓進給率可達到787 ipm凉蜂，速度可以達到1,181 ipm琼梆，在五軸模式下加速度可達653 in./sec2或者1.7 G。
    FSP 300s還結(jié)合有高增益窿吩，閉環(huán)數(shù)字伺服系統(tǒng)茎杂，可以快速定位，高進給率和在所有的軸上迅速加速的特點瘫篮。Moore能夠獲得這樣的優(yōu)勢是因為抓住了機床設(shè)計的本質(zhì)并且通過協(xié)調(diào)機床和控制系統(tǒng)使諧波效應(yīng)扯连、振動和沖擊的影響最小化，并使機床的西門子Sinumerik 840D控制系統(tǒng)處于正常工作水平唆皇。Moore的經(jīng)理Rob Smith 說梨浑，“低剛性機床以Taps的速度運行時，在如此高的增益下吨肆，控制系統(tǒng)的一定會變得動態(tài)不穩(wěn)定迂儡≤侥螅”
    他說西門子的控制系統(tǒng)可以提供高的加工和處理速度以及真正的五軸加工。而且加工過程中不需要停下任何一個軸饮噪，停軸在復(fù)雜輪廓加工中會使加工速度大大降低名挪。
    840D控制系統(tǒng)可以控制10個信道，10個模式群膏姨，31根軸绵笆。為滿足軸和信道的高需求，NCU的計算能力和存貯區(qū)域可以擴展和合并橙喘。這使840D可以在一臺CNC上連接248個軸和主軸时鸵。
    第一臺應(yīng)用到 Taps中的FSP 300現(xiàn)在加工原型和加工制造的零件是公司體積最大的零件之一，一個由2618鋁切削成的4英寸的增壓機厅瞎。使用Moore設(shè)計的往復(fù)進給裝置饰潜，機床可以無人看管運行，在1個小時內(nèi)切除50%的重量并完成增壓機的加工和簸，同時容積誤差可達0.001英寸彭雾。
    Taps通過加工一個10英寸的增壓機來驗證機床的品質(zhì)，該加工從實體開始需要7次輪廓切割和7次換刀才能完成锁保。
    FSP 300在三小時內(nèi)完成了加工并且所有的表面滿足尺寸和光潔度要求薯酝。這次切割，進給率在190到282sfpm爽柒，同時主軸速度在24吴菠，000到40，000rpm的范圍內(nèi)浩村。

    Taps工程經(jīng)理Andrew Hussey說：“從任何方面來衡量做葵，這是最快的五軸加工輪廓，F(xiàn)SP 300x性能可以與歐洲最好的五軸加工中心媲美心墅，優(yōu)于我們所見到的任何一臺美國制造的CNC翠墩。”
    由于第一臺FSP 300的成功辖京，工廠又購置了三臺進行同樣的增壓器加工毫例。加工效果非常好，只需要兩名員工就可以對晝夜不停生產(chǎn)出的產(chǎn)品進行人工修整苫七。

    說明：
    1005tapsHussey：Moore通過協(xié)調(diào)FSP 300x HMCs和它們的控制以使諧波效應(yīng)、振動和沖擊最小化

    Turbocam Parts：
    在從實心鋁材加工葉輪時遮结，使用MooreFSP 300x HMCs在Taps自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中去除超過50%的重量尼送，并在大約1個小時內(nèi)完成葉輪的加工，同時將容積誤差保持在0.001英寸的范圍內(nèi)曾负。

    1005TAPSactivearea：
    Moore FSP 300x HMCs 工件臺的table-on-table旋轉(zhuǎn)設(shè)計鸭荡，在Taps的復(fù)雜輪廓切削過程中避免了鉸軸的重心偏移垄减，提高了切削路徑的響應(yīng)和精度

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