创新设计使米克朗荣获高速铣削大奖

作者：Lother Stehle

欢迎访问e展厅 展厅 1 加工中心/FMS展厅 车铣加工中心, 铣削加工中心, 钻铣加工中心, 镗铣加工中心, 五轴加工中心, ... 这是第六次颁发“高速铣削大奖。”在德国达姆塔特理工大学生产管理、技术与机床学院（PVW）和奥地利斯太尔的Profactor Produktions-Forschungs公司的技术领导下，该奖已成为欧洲极具权威性的顶级竞赛项目。 同时，它也被公认为欧洲机床的模具生产、精密零件和大批量生产领域高速铣和精密加工的基准。 这次新设立的“基准铝件”竞赛是对所有参赛厂商最高挑战。同时，也是对所用机床和刀具能力的严酷考验。 不管怎样，创新的解决文案和优异的质量是赢得本次竞赛必不可少的条件。比赛要求是：最佳地达到基准铝件的图纸要求。评选条件包括加工时间、加工质量、性能、铣削或工艺方法，当然还包括创新水平。 机床设计理念、环境条件、系统工艺及核心技术是成功的关键 近年来，作为补充和替代传统铣削或成形电火花加工技术的高速铣(HSM)技术已得到业界广泛认可，是传统加工方法之后的又一成就。高速铣削的成功源于其全新的机床设计理念、透彻的应用分析、创新的解决方案以及优化的加工工艺，依此满足对高速铣削技术的要求。 今天，高速铣削技术不仅成为工具和模具的标准生产方法，而且已越来越多地应用于复杂部件的生产。以米克朗公司为例，它生产的高速铣削加工中心有一半以上应用于零件生产。 2004年度高速铣削大奖——基准件 2004年高速铣削大奖设立的基准件出发点很好地说明了上述原因。这个特别设计的基准件不仅对机床精度提出了严格要求；而且其复杂的曲面还要求机床具有出色动态性能和一流的三维轮廓加工能力。要完全满足这些要求，只有依照高速铣削的机床设计理念用优化的方法才能实现。 高速加工中心XSM 400和HSM 600U Prod Mod 米克朗从多种高速、高性能力口工中心中选择了XSM400U(图2)参赛，因为它最适合加工这种动态性能要高的工件。 同时，另一特别机型HSMProdMod(图3)机床是在用于模具生产的原有机型上专为满足零件生产要求而设计的。在这台机床上，特别强调了三班制生产所需的可靠性，停机时间必须极短。 高速加工中心的特点是进给速度高、主轴转速高。特别重要的是必须用智能化的算法补偿加工中无法避免的热漂移，避免由于热量的扩散所导致的偏差。因此，ITC(智能温度控制)系统是所有XSM，和HSM加工中心的标准配置，也是满足基准件加工公差要求的不可或缺的条件。 在高速铣削过程中，精度和表面质量在很大程度上取决于刀柄和刀具的动平衡，如果刀刃伸出较多的话，还会出现震动。这两种情况都会在工件表面形成振纹，严重时还会缩短主轴寿命。APS(高级工艺控制)系统可直观地显示主轴振动情况、能自动中断加工，或由操作人员优化加工工艺，例如修改进给速度、主轴转速、合理选择刀柄和刃具或修改工艺路径。 CAM系统、基准系统和刀具系统 Open Mind Technologies公司的CAM系统"hypermill”有大量专为满足HSM要求的加工循环，能高效和系统地创建3轴及5轴联动加工的NC程序。 工件被直接固定在3RMacro Magnum 的托盘系统上。使用托盘系统可使工件在保持加工基准不变的情况下在多台机床上进行加工和检验。加工基准件时，必须使用托盘并用三坐标测量机检验。 热胀冷缩式刀柄是用高速主轴进行精密加工的最佳刀具解决方案。其最大的优点是偏心误差最小，而且其前端形状较细长，能使铣刀刀刃的伸出长度缩至最短，很好地适应了高速铣削工艺的要求。选用大直径的坚固刀具加工开阔的工件部分，选用细长刀具加工狭窄区域。在这种情况下，选用刀柄狭长、刃具伸出长度短的刀 具一定要好于使用短粗刀柄而刃具伸出长度长的刀具。考虑到这些要求，应采用Schaublin热胀冷缩式刀柄，加工量小时则采用了MST的热胀冷缩式刀柄。除了部分特殊刀具外，大部分采用Fraisa的硬质合金刀具用于铣削和螺纹加工。 冷却方式与冷却液 除钻孔和铣螺纹外，所有加工步：骤应尽量少用冷却液。长期经验表明，如果在主轴转速很高的情况下使用冷却液的话，由于加工部位的空气涡流，无法保证切削区的适当润滑，常导致表面质量下降。对高速铣来说，油雾润滑的价值已为实践所证实。但油雾润滑中如果油雾量太少不足以排屑，也会造成切屑划伤工件表面情况，继而导致表面质量下降。因此，正确地调整油雾用量十分重要。如果使用润滑油太多的话，切屑将粘在工件表面上，从而在后续加工中再次进入铣刀切削区，这也不利于表面质量。如果加工铝材，无法概言何种冷却方式最佳。但冷却液在控制排屑方面有积极作用是不争的事实。对比之下，少用冷却液显然有成本和环境优点，这是实现最佳排屑的机床现代设计理念之一。 钻孔和螺纹加工通常需要使用冷却液。但目前有些大学和工业界同行也开始探索钻孔和螺纹加工中使用油雾冷却的可靠加工工艺。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/1/2005)