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浙江宝宇数控机床有限公司 技术文章数控车铣复合采用的工艺水准有哪些?

数控车铣复合采用的工艺水准有哪些?

发布日期:2019-05-15
   近年来,随着我国水利、船舶、发电、矿山、机车等大重型企业的迅猛发展,使之重要的大型零部件的配套问题更显突出。而这些大型零件在某种程度上,毛坯及加工完全依赖进口,限制了产业的发展。因此国内急需开发一些适合这类零部件加工的设备。
 
  这一类零件的加工具有的共同点是:零件细长轴、重量大、工序多、工时长,国内多采用多种刀具、多台设备分序完成;数控车铣复合也有在精加工序上配进口车铣中心完成的。总体显现效率低,且受进口设备价格高的制约。
 


 

数控车铣复合
 

  数控车铣复合开发及应用的时间比较早,技术相对成熟。其车铣中心均配单一刀架,旋转刀具和车削刀具安装在同一位置,动力轴悬伸长,刚性低。
 
  下面针对大重型企业需求的重要的大型长轴类零件的配套加工问题,推出一款近年研制的卧式车铣复合加工中心。
 
  大型零件加工工艺分析
 
  1、典型零件
 
  以船舶行业船用曲轴为例:材料多为铸铁或锻钢, 毛坯余量多达20~30mm,且不均匀、硬度高。外形为长轴带多处曲柄,由于曲柄的回转轴即连杆颈和主轴颈不同心,曲柄绕主轴颈的回转直径大,曲柄轮廓为多段不同心圆弧组成,曲轴的两端面又有很深的油孔,曲柄上还有角度不规则的斜油孔等等,因此需要高刚性、可适合粗精加工的大规格的复合车铣加工中心完成。
 
  2、未采用卧式车铣复合加工中心前曲轴加工工艺
 
  某柴油机厂家加工方案主要是采用多工序, 多台设备来完成的: 首先是采用镗床打中心孔,平端面;然后将加工后的零件移到专用双主轴箱车床上,粗、精车主轴颈及曲柄外侧面;之后调整两主轴箱上的专用卡具,将连杆颈移到机床主轴的回转直径上,进行工件定位、找正和夹紧,对连杆颈及曲柄内侧面进行粗、精加工,再上落地铣床上粗、精平衡重面;最后将工件在钻床上完成斜油孔、直油孔及两端深孔的加工。这种加工方案车削是在普通卧车上完成,效率低,调整费时,当工件的冲程大时卡具就无法满足加工需求,多工序亦影响工件的加工精度。
 
  3. 采用进口卧式车铣复合加工中心曲轴加工工艺
 
  随着我国船舶行业的日益发展,曲轴的质量也日益与国际接轨。近年此行业的领军企业开始引进如奥地利WFL、德国尼尔森等公司生产的车铣复合加工中心。考虑到这类机床的切削性能,多将设备用于曲轴的半精加工、精加工工序上,不能实现一次装卡完成零件从毛坯到磨削前的加工。
 
  随着中、数控车铣复合需求的加大,加之对国外曲轴加工工艺的研讨,机床制造商经过潜心研制,推出了具有自主产权的大型卧式车铣复合加工中心。
 
  数控车铣复合加工中心技术
 
  1、总体布局
 
  机床如图2所示。总体上采用斜床身、双主轴箱、侧挂式单立柱、双侧挂箱上设双刀架结构形式,刀具位于重力方向进刀,配以工件检测、刀具检测、刀库、恒温冷却装置、水冷装置、排屑装置、防护装置和电气装置等,并采用西门子840D s l数控系统。
 
  设备具有( X 1、X 2、Y 1、Y2、Z1、Z2、B1、B2、Cf1、Cf2)任意5轴联动功能、双主轴、双Cf轴同步功能、中心架与副主轴可分别沿Z轴方向自动移动功能,车铣复合加工功能,运用重载刀具镗削深孔功能、高压内冷功能、在机检测功能和刀具在线实时监控功能。
 
  在单立柱的左右各悬挂一套侧挂箱,其上配有刀架,左刀架具有B轴功能,右刀架安装大直径外铣刀盘可实现外铣粗加工。
 
  左侧挂箱内采用内装52kW的内置电动机、一个两级行星齿轮变速箱等集成在内部,结构紧凑。内置电动机、减速机装于采用灌胶工艺成型的多阶梯深孔箱体内,研制过程解决了多阶梯深孔加工精度低的问题,此装置的输出转矩优于进口机床。
 
  右侧挂箱78kW的主轴电动机经齿型带及自制减速箱的减速后,提供10 000N·m大转矩动力。
 
  该减速箱可实现两档变速,根据用户的不同需求,配置不同直径的外铣刀盘,解决刀具长、刚性不足、无法实现粗加工的问题。
 
  2、技术参数与国外同规格机床对比
 
  从附表可见, 本机床在承载能力、功率及扭矩输出方面均有明显优势,打破了国外现有的车铣中心仅配置单刀架的布局形式。右刀架大直径刀盘的配备,可实现在1台机床上完成工件的粗、精加工, 从而达到高精、高效。左刀架与车削主轴C轴功能相结合实现5轴联动。

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