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北京軍工零件加工汽車(chē)鋁合金輕量化結構件加

時(shí)間:2022-09-15 14:50:07 點(diǎn)擊:881次

汽車(chē)的鋁合金結構件加工和鋁合金缸體缸蓋類(lèi)零件的加工,盡管加工材料都是鋁合金,但是對加工工藝的要求卻相差甚遠。加工鋁合金缸體類(lèi)零件時(shí),切深較大,而且經(jīng)常要用到盤(pán)銑刀,因此切削力通常較大,所以在設備選擇上傳統的搖籃式五軸聯(lián)動(dòng)機床較多。但是在加工鋁合金結構件時(shí),不論壓鑄件還是擠壓型材件,切削力都要遠小于缸體缸蓋的加工。

那么用什么樣的設備才***合適,在保證精度和工藝可靠性的前提下,哪種設備加工效率***高,且經(jīng)濟性***好呢?

在電動(dòng)車(chē)快速發(fā)展的行情下,越來(lái)越多的車(chē)型開(kāi)始采用鑄鋁件或型材焊接件作為車(chē)身結構組件。針對這一市場(chǎng)需求,Reichenbacher Hamuel公司大概5年前專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)設計了一款加工中心,用于高效加工各類(lèi)鋁合金車(chē)身結構件,其設計思路特別適合中國市場(chǎng)。

由于國內的汽車(chē)鋁合金零件加工主要是發(fā)動(dòng)機缸體缸蓋和變速箱這類(lèi)腔體類(lèi)鑄造件,因此在加工鋁合金結構件時(shí)多沿用之前的工藝和設備。其特點(diǎn)是結構剛性大,因此工藝設計上可以采用較大切削量的高速銑削加工。機床的結構形式多采用配備搖籃式工作臺的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心。這種經(jīng)典的機床結構的確有種種優(yōu)點(diǎn),但是對于普通鋁合金或復合材料結構件加工來(lái)說(shuō),有些大材小用。

不管是精鑄還是擠壓型材,車(chē)用鋁合金結構件都不需要大量的機械加工,不需要去除大量的材料,因此,與箱體類(lèi)零件相比,車(chē)體上的鋁合金結構件絕大多數情況只需要少量的機械加工,對機床的結構剛性要求并不是那么高。因此,在滿(mǎn)足精度要求的前提下,可盡量降低結構件重量,并提高速度和自動(dòng)化程度。在這個(gè)思路的指導下,Reichenbacher Hamuel公司開(kāi)發(fā)了ECO RS系列型號。

目前Hamuel系列車(chē)系復合CNC主要針對超硬材料葉片的大切削量加工,加工精度可以達到0.003mm;Reichenbacher系列多立柱式(鏜床結構)CNC則偏向輕型材料加工:零件偏大,精度要求不高(結構件精度通常不高于0.1mm,關(guān)鍵形面精度要求0.02mm,但尺寸偏?。?,零件附加值(相對缸體缸蓋)不高,自動(dòng)化程度要求較高。

采用模塊化的立柱式設計,可根據零件和工藝要求靈活地對模塊進(jìn)行組合。用戶(hù)可以選擇單立柱,雙立柱,或多立柱式;立柱(銑頭)也可以選擇相對或同側布置;工作臺也形式就更加靈活,甚至可以對整車(chē)的結構件進(jìn)行加工,以便修正焊接時(shí)對車(chē)身結構產(chǎn)生的誤差。而保時(shí)捷的911,Audi的Etron鋁合金車(chē)身都采用了同樣的方案。

值得注意的是,立柱并沒(méi)有采用傳統的鏜床結構,而是在立柱頂部增加了龍門(mén)結構,在不大幅提高成本的前提下增加了立柱的結構剛性。因此可以安裝更大重量的銑頭,而立柱的高度也可以相應增加。

銑頭可以是一個(gè)自由度的擺動(dòng)頭,配合立式轉臺,與其他三個(gè)直線(xiàn)自由度構成五軸聯(lián)動(dòng);也可以在銑頭上采用2個(gè)自由度,與其他三個(gè)直線(xiàn)軸構成五軸聯(lián)動(dòng);而銑頭上甚至可以配多個(gè)加工主軸,每個(gè)主軸上安裝訂制的復合刀具,這樣省去加工過(guò)程中換刀的時(shí)間和刀庫的成本。

上圖為完全密封的雙銑頭CNC,多通道控制,可同時(shí)加工一個(gè)零件的不同部位或者兩個(gè)不同的零件??蛰d速度達80m/min,通過(guò)優(yōu)化工藝可進(jìn)一步提高進(jìn)給速度,加工效率為普通CNC的2倍以上。

轉臺設計就更加靈活,由于公司擁有豐富的車(chē)系復合結構CNC的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗,因此也熱衷于對各類(lèi)轉臺的靈活使用。與之立柱式結構相配套的工作臺可以是聯(lián)動(dòng)轉臺,也可以是分度式工作臺;轉臺的旋轉方式也可以是水平旋轉或豎直旋轉。

如果采用水平聯(lián)動(dòng)轉臺,那么在主軸端可以采用一個(gè)自由度的(左右)擺動(dòng)銑頭,構成經(jīng)典的車(chē)系復合形式;若聯(lián)動(dòng)轉臺采用豎直位置,那么主軸端可采用前后擺動(dòng)的銑頭,適用于大型旋轉體零件如復合材料葉片,涵道外殼等零件。

轉臺也可以不參與聯(lián)動(dòng),僅僅起到換面或者換件的作用。這樣既可以對一個(gè)零件轉換位置,以便下刀;又可以在轉臺上固定若干個(gè)零件,成為托盤(pán)交換機構,若配合自動(dòng)裝卸機器人,那么實(shí)質(zhì)上與CNC構成一套柔性制造單元(FMC);

上圖為立式分度轉臺,轉臺被豎直放置的工作臺分為正反兩面,而工件可以在兩個(gè)臺面上分別固定。這樣,內側工件在加工時(shí),外側可以進(jìn)行生產(chǎn)準備或者由機器人進(jìn)行自動(dòng)更換。這樣設計可以非常節省生產(chǎn)線(xiàn)的空間,也不需要笨重的交換托盤(pán)系統,非常適合裝夾汽車(chē)鋁合金結構件。而且零件在轉入到加工區域之后,由2個(gè)銑頭同時(shí)加工,每個(gè)銑頭配3個(gè)電主軸,加工過(guò)程不需要換刀,更換工件也只有幾秒鐘的空歇,因此整個(gè)設備的利用率幾乎可以達到****。

對于切削量較大,加工時(shí)間較長(cháng)的結構件(多為航空鋁合金結構件,汽車(chē)結構件加工時(shí)間相對短得多)來(lái)說(shuō),不需要頻繁的更換零件。因此也可以采用翻轉式工作臺,配2自由度叉式銑頭,這樣構成6,7年前開(kāi)始流行的翻板銑結構。對于批量較小,批次較多的機加工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),這種輕量化的翻板銑是非常合適的。操作簡(jiǎn)便,零件水平放置,豎直加工,而加工的同時(shí)也可以在另一個(gè)工位對零件進(jìn)行翻面,去毛刺等生產(chǎn)準備。由于工作臺在機床外部,因此也非常容易實(shí)現自動(dòng)裝卸。

ECO RS系列 --- 輕量化結構件加工的利器!

歡迎聯(lián)系:haoyang.wu@reichenbacher.de; haoyang.wu@gmail.com

目前公司經(jīng)營(yíng)項目有: CNC航空高精密機械零件加工,CNC航空高精密樣機加工、北京不銹鋼零件加工、各種高精密金屬零件、塑料加工,各種高精密工裝夾具加工、 小批量研發(fā)模型樣機加工制作, 真空批量翻模加工制作, 硅膠,橡膠制作,鈑金制作, 鋁合金批量高精密加工制作,批量吸塑制作,產(chǎn)品過(guò)uv,產(chǎn)品結構設計,批量噴涂絲印,鐳雕激光打字等等。

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