五軸加工高燃燒效率蝸輪增壓器
發(fā)布日期:2011-11-25 蘭生客服中心 瀏覽:4074
如果沒有Turbocam自動化生產(chǎn)系統(tǒng)(Taps),大部分的新型轎車和卡車都不會滿足燃油效率和排放標(biāo)準(zhǔn)。那是因為在Barrington, N. H.的工廠是少數(shù)幾家高精度蝸輪增壓器葉輪的供應(yīng)商之一,而對汽車制造商來說高精度蝸輪增壓器葉輪是滿足當(dāng)今嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵部件。通過先進的五軸加工,Taps每天可以制造數(shù)百個增壓器,采用實心鋁材切削,與老式的鑄造增壓器相比,不僅有價格上的優(yōu)勢而且公差精度更高。而且,Taps增壓器成本低于其他加工形式的90%,使得該工廠在這個一級市場里取得了不可撼動的市場份額。
1005tapsHussey:Moore通過協(xié)調(diào)FSP 300x HMCs和它們的控制以使諧波效應(yīng)、振動和沖擊最小化
與大部分的蝸輪式零件一樣,增壓器是一個100%五軸加工工件,沒有任何直切或純圓弧加工。外形輪闊大致為錐形,有大量翼型葉片從輪轂且開始沿著圓錐的軸線螺旋輻射開來。在增速器加工期間的每個加工瞬間,切削路徑沿著所有的加工軸變化,因此每個軸一直處于加速或減速的模式下,這會導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重的重力加速度。
在Taps的核心,加工任務(wù)繁重的五軸增壓器加工由四臺FSP型號300x的高速加工中心完成,它們是Bridgeport, Conn的Moore Tool Co.的產(chǎn)品。該機床最引人注目的是固定位置的水平主軸只能沿X和Y軸運動。只限制主軸在水平方向運動,并不改變主軸的伸長,這樣可以提高剛性并在大慣性力時提高振動阻尼,在增壓器的加工中大慣性力是很常見的。
工件臺的臺上臺(table-on-table)旋轉(zhuǎn)設(shè)計,在Taps的復(fù)雜輪廓切削期間避免了鉸軸的重心偏移,提高了切削路徑的響應(yīng)和精度。具有水平主軸可以更快的去除切削屑,不用雙掏槽(double cut)。
大型的、鑄鐵的和三點水平式的箱中箱結(jié)構(gòu)增強了穩(wěn)定性和振動的吸收。加工輪廓進給率可達(dá)到787 ipm,速度可以達(dá)到1,181 ipm,在五軸模式下加速度可達(dá)653 in./sec2或者1.7 G。
FSP 300s還結(jié)合有高增益,閉環(huán)數(shù)字伺服系統(tǒng),可以快速定位,高進給率和在所有的軸上迅速加速的特點。Moore能夠獲得這樣的優(yōu)勢是因為抓住了機床設(shè)計的本質(zhì)并且通過協(xié)調(diào)機床和控制系統(tǒng)使諧波效應(yīng)、振動和沖擊的影響最小化,并使機床的西門子Sinumerik 840D控制系統(tǒng)處于正常工作水平。Moore的經(jīng)理Rob Smith 說,“低剛性機床以Taps的速度運行時,在如此高的增益下,控制系統(tǒng)的一定會變得動態(tài)不穩(wěn)定。”
Turbocam Parts:在從實心鋁材加工葉輪時,使用MooreFSP 300x HMCs在Taps自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中去除超過50%的重量,并在大約1個小時內(nèi)完成葉輪的加工,同時將容積誤差保持在0.001英寸的范圍內(nèi)。
他說西門子的控制系統(tǒng)可以提供高的加工和處理速度以及真正的五軸加工。而且加工過程中不需要停下任何一個軸,停軸在復(fù)雜輪廓加工中會使加工速度大大降低。
840D控制系統(tǒng)可以控制10個信道,10個模式群,31根軸。為滿足軸和信道的高需求,NCU的計算能力和存貯區(qū)域可以擴展和合并。這使840D可以在一臺CNC上連接248個軸和主軸。
第一臺應(yīng)用到 Taps中的FSP 300現(xiàn)在加工原型和加工制造的零件是公司體積最大的零件之一,一個由2618鋁切削成的4英寸的增壓機。使用Moore設(shè)計的往復(fù)進給裝置,機床可以無人看管運行,在1個小時內(nèi)切除50%的重量并完成增壓機的加工,同時容積誤差可達(dá)0.001英寸。 Taps通過加工一個10英寸的增壓機來驗證機床的品質(zhì),該加工從實體開始需要7次輪廓切割和7次換刀才能完成。
FSP 300在三小時內(nèi)完成了加工并且所有的表面滿足尺寸和光潔度要求。這次切割,進給率在190到282sfpm,同時主軸速度在24,000到40,000rpm的范圍內(nèi)。
1005TAPSactivearea: Moore FSP 300x HMCs 工件臺的table-on-table旋轉(zhuǎn)設(shè)計, 在Taps的復(fù)雜輪廓切削過程中避免了鉸軸的重心偏移,提高了切削路徑的響應(yīng)和精度。
Taps工程經(jīng)理Andrew Hussey說:“從任何方面來衡量,這是最快的五軸加工輪廓,F(xiàn)SP 300x性能可以與歐洲最好的五軸加工中心媲美,優(yōu)于我們所見到的任何一臺美國制造的CNC。”
由于第一臺FSP 300的成功,工廠又購置了三臺進行同樣的增壓器加工。加工效果非常好,只需要兩名員工就可以對晝夜不停生產(chǎn)出的產(chǎn)品進行人工修整。
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