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加工中心/FMS |
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硬加工对加工中心的要求 |
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作者：德国Monforts公司的设计主管 DOMINIC DEUTGES |
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与新的零部件加工(软加工，需要后序热处理)相比，硬加工(铣和车)的作用越来越重要。在这一方面，硬加工最大优势是能节省大量的时间，特别是减少了物流成本(周转、运输和调整时间)。硬加工可以缩短整个加工周期。
冲压模具的平均寿命为10000件。为了使其能经受冲压力，需要热处理和淬火。在冲模生产过程中，磨损模具的再循环，替代新模具使用，不但可以缩短制造周期和减少物流成本，而且节省材料。为此，要求金切机床在刚度和抗振性能满足这类需求。
在GKN传动装置公司，货车变速系统零件是用自动冲压线生产的。自动冲压线所用阴阳锻模则是用Monforts公司的UniCen 504车铣中心加工的。Monforts UniCen 504有足够的机械刚度，在硬加工过程中充分体现了其力量。
Monforts UniCen 504
硬加工的要求
除了新零件的软加工外，采用硬加工加工旧零件的也不断增多。已经过热处理和淬火的磨损模具通过将其变成完全不同尺寸，实现重复利用。由于冲压过程中有可能出现裂纹，因而必需去掉该模具的一部分金属材料，以保证能安全地重复使用。
旧模具是已经过热处理和淬火的1.2365材料(32CrMoV12-28)，硬度在380HV(39HRC) 到720HV(61HRC)之间。旧模具的加工是采用铣刀螺旋铣削加工的。加工过程中，C轴回转，沿Z向进给。在这种情况下，中心孔(例如直径30mm)要铣削到直径74mm，深37mm。经过粗加工后，再进行硬精铣加工。通过硬车削获得要求的尺寸精度和表面粗糙度。
通过试加工，GKN在选择适用此工艺的机床方面做出了正确决策。机床振动是硬加工时的常见特点，这种振动会导致刀具寿命缩短，而在Monforts UniCen 504机床上则没有出现此类问题。这种机床除了具有良好的减振性能外，内气冷也对延长刀具寿命具有一定作用。这是GKN决定采用该机床的决定性因素。
液体静压导轨降低了加工振动
Monforts UniCen 504机床采用免维护、无接触磨擦的液体静压立柱导轨，以保证有效减振。在这种情况下，装有刀架的拖板在整体立柱上移动时，是在一层很薄的油膜上滑动。该导轨无需维护，这种结构无接触磨擦，因而也无磨损。也与立柱间的油膜使其具有极好的减振性。这是其优势，尤其是对硬铣削加工。在对硬材料进行加工时，振动小能明显延长刀具使用寿命。
由于导轨的磨擦很小，拖板的运动非常平稳。这也是加工过程中，特别是硬车削时获得极好的表面质量的原因。没有爬行这一特点特别适用于实现微量进给运动．甚至在以1µm的增量定位时也不会出现爬行。
机床模块化设计
UniCen 504车铣中心采用模块化设计，由以下模块组成：
车削主轴
可回转上刀架，铣削主轴
换刀装置和刀库
下转塔刀架
对置车削主轴或尾架(NC)
后刀架(NC)。
铣削动力主轴具有Z、X、Y和B向自由度。因而可以精确地移动到任意要求的位置。为提高加工过程中的刚度．B轴可以锁定并利用一夹持装置安全地夹紧动力铣轴。利用各轴的插补加工和车削主轴的C轴操作模式，可加工形状极为复杂的工件。
为向机床供刀，机床配备了自动换刀装置，刀库为盘式，根据不同型号，最多可安放108把刀。NC换刀装置将刀具从刀库取出，装到铣削主轴上。由于运动速度快，换刀时间很短。此外，还可以在下刀塔上增加刀位，作为额外选项。
铣削加快加工速度
迄今为止，冲头都是车削加工的。而利用Monforts UniCen 504机床，则变成了应用回转刀具的铣削加工。加工时间可缩短三分之一。除了缩短时间的好处之外，GNK决策人最喜欢的就是UniCen 504卓越的减振性能和机械刚度，特别是铣削主轴的刚度、拖板的刚度和车削主轴的高强度支架。
在斯图加特的AMB展览会上，UniCen 504A机床演示了对硬度达570 HV(54 HRC)的模具的加工。该机床能够可靠和稳定地加工不同硬度的工件，完全可以满足要求的精度。
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(1/18/2010) |
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