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硬加工对加工中心的要求

发表在 CNC加工中心 2019-5-15 14:18 [复制链接] 0 403

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。
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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