如果你加工過鈦巧鸭,尤其是大型鈦零件调限,那么你就會有理由說,應(yīng)該專門為這種金屬打造一臺機床坠非。
SNK America就是一家提供這種機床的供應(yīng)商敏沉。事實上,該公司位于新芝加哥地區(qū)技術(shù)中心里的四臺大行程機床中有兩臺正是這種機床炎码。它們就是為銑削鈦材而專門設(shè)計的盟迟,目前用來驗證客戶的工藝流程。然而辅肾,該公司全國銷售經(jīng)理Mike McGuire認為队萤,采納這些機床的主要障礙是顯而易見的轮锥,“這些機床并不便宜矫钓。”
但是舍杜,這兩臺機床其實都不用于加工鈦新娜,這主要是由于鈦材料的昂貴費用,以及工件本身的性質(zhì)。大型鈦零件往往擁有極高的價值娶停,利潤豐厚膘掀。對于提高鈦加工的金屬切除率和生產(chǎn)效率的投資,一定會得到比其他任何金屬更高的回報肄慨。
許多企業(yè)并不能看到這一點既倾,因為大家已經(jīng)習慣了采用老式方法加工這類金屬。許多企業(yè)從原來偶爾加工一次鈦寨铸,逐漸發(fā)展到現(xiàn)在需要經(jīng)常加工鈦队屋。盡管如此,他們還是繼續(xù)在適合于加工普通材料的機床上努力嘗試加工鈦一類的金屬材料妖啸。McGuire先生將這種方式稱為“啃咬”卵手,采取淺的吃刀量和精心挑選的刀具路徑,試圖以最低標準的生產(chǎn)水平來切削鈦工件高坚。人們常常以為诫列,這就是加工鈦材料應(yīng)該采用的方式,但這種方式是沒有必要的水水。深的吃刀量也可以在鈦材料上加工出直槽剂东,就像在其他金屬上一樣。適合于加工鈦材料的機床是提高生產(chǎn)力的方法之一某弦,其目的是讓最簡單的加工選項成為最有效率的方法状答。
采用臥式鈦加工中心加工這個槽時快速且直接,選用直徑8in的端銑刀刀崖、0.25in的圓角半徑以及2in的切削深度惊科。加工設(shè)備為Niigata(SNK機床集團所屬公司)的HN80D硬軌臥式加工中心。而這種“鈦”版的機床具有超越硬軌的重切削功能亮钦,包括一個高扭矩CAT 50 Big Plus主軸和高扭矩電動機馆截。該機床工作臺夾緊力比標準版提高了50%,刀架也提高了夾緊力蜂莉。
加工鈦材料時蜡娶,剛性非常重要。這不僅是因為它的抗拉強度高映穗,還由于熱量會帶來風險窖张。鈦是熱的不良導體,加工時產(chǎn)生的熱量會積聚在切削區(qū)域蚁滋。這也是切削此類金屬的主要挑戰(zhàn)宿接。要把熱效應(yīng)控制在低于影響切削的溫度之下,涉及多方面的因素泵李,不僅包括冷卻液的高壓力和流量醇盏,還包括切削刃的鋒利程度,以保持切削對動力的需求盡可能低。鋒利程度對振動特別敏感秘乍,振動會使刀刃變鈍羽折,導致切削的功率和熱量增加,從而工藝本身也不再能有效地加工鈦崖郎。因此巍樟,對于鈦,高剛性的機床和工藝的設(shè)計一部分原因是為了保持低溫(圖3)写雾。
高混合式加工
一種能加工更大和更復雜的鈦零件的機床帚棚,是SNK的HPS120A 五軸仿形銑床。該機床為硬軌捎虚、大推力伺服電動機和高扭矩主軸兆性。主軸安裝在一個全仿形頭里,A軸的運動范圍為180°泳柴,C軸為360°(圖4)赋荆。
由于能夠通過大角度范圍的運動對鈦材料進行深度切削,改變了許多零件在這臺機床上的加工策略懊昨。長的鈦零件通常在龍門銑床上加工窄潭,旋轉(zhuǎn)軸范圍較小。對于極端的角度酵颁,零件則需要多次裝夾嫉你。仿形銑床能夠節(jié)省時間的原因,不僅是擁有高的金屬去除率躏惋,還把以前多個獨立的操作組合進一個周期幽污。
該機床還具備水平配置,這是其提高切削效率的另一個特點簿姨。金屬屑從切口落下并遠離距误,降低了由金屬屑堆積引起的工藝失效或刀具變鈍等風險。
安裝和卸載工件時扁位,工作臺沿中心點旋轉(zhuǎn)并放下准潭,因此可以迅速的進行安裝和卸載,甚至還可以由一個靈活的系統(tǒng)域仇,如托盤穿梭車來進行裝卸完骑。這個實例,結(jié)合機床在單個周期內(nèi)的生產(chǎn)能力础恰,使得它能夠有效地制造小批量的大型零件谢佩。McGuire先生說:“這種機床的一類主要用戶是那些未來對加工鈦材質(zhì)飛機零件有需求,并正致力于此的用戶术偿⌒萏”在未來幾年角涯,當積壓的飛機訂單下降后弓慨,生產(chǎn)將有可能向著少量高混合的方向發(fā)展钥陪。如果出現(xiàn)這種情況,那么另一種方式就能夠適應(yīng)這樣的需求淤写,一臺專為鈦材料的特殊需求而設(shè)計的機床將會大有益處螟扮。
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