五軸聯(lián)動加工航空梁類結(jié)構(gòu)件新工藝
2024-11-29 來源：gf 作者：-
隨著航空飛行器的性能極限被不斷提高，航空結(jié)構(gòu)件整體化設(shè)計愈發(fā)明顯，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度高、重量輕是其主要優(yōu)勢，但隨之而來的是在其制造過程中帶來的加工難度愈發(fā)凸顯，對現(xiàn)代五軸加工中心在聯(lián)動特性、穩(wěn)定性、材料去除率和創(chuàng)新的工藝設(shè)計帶來了更多的挑戰(zhàn)。GF 加工方案作為瑞士高端機床制造商，不僅專注于機床制造的潛心研究，而且在航空結(jié)構(gòu)件制造行業(yè)提供了全面解決方案，在機床、工藝和制造的產(chǎn)業(yè)鏈中幫助客戶不斷進步。
客戶的需求就是 GF 加工方案的使命。基于 GF加工方案的 MIKRON MILL E 500 U 高效五軸聯(lián)動加工中心，為客戶設(shè)計了包括卡具和編程的整套加工工藝。
MIKRON MILL E 500/700 U 是 GF 常州工廠的“拳頭”產(chǎn)品。量產(chǎn)十年來，已經(jīng)是國內(nèi)市場保有量最大的五軸聯(lián)動加工中心系列產(chǎn)品。該加工中心基于高剛性的機床床身，配合自主設(shè)計的直驅(qū) RTT 轉(zhuǎn)臺，20?000?r/min 的 Steptec 主軸，使其成為航空、航天、模具及通用零件加工行業(yè)中的標桿產(chǎn)品。例如 ：在航空領(lǐng)域，梁緣條類零件這一典型的大型航空鋁合金結(jié)構(gòu)件，分布著大量的薄壁深槽腔，加工余量不均勻、加工難度大，受力類零件在高效去除材料的同時需保證一定的表面質(zhì)量，從而保證零件的受力特性。
MIKRON MILL E 500 U 高效五軸聯(lián)動加工中心
在毛坯背部加工兩個高 10?mm 的凸臺，采用雙自定心齒形虎鉗，一次裝卡，完成全部加工。在粗加工的過程中，使用波紋銑刀配合擺線開粗的工藝路線，堅固的槽型可在銑削過程中斷屑，從而確保更好的排屑性能，防止常見的斷屑不穩(wěn)定。此外，與傳統(tǒng)整體硬質(zhì)合金刀具相比，粗加工波紋立銑刀可以在更高的進給率下進行更大的軸向和徑向切削，而承受的側(cè)向力較低。不等齒距和不等螺旋角設(shè)計進一步降低了切削震動，使加工過程更穩(wěn)定。
擺線高動態(tài)加工對于行業(yè)人士而言并不陌生。3~5 倍徑的切削深度，穩(wěn)定的切削條件被廣泛應(yīng)用于高效粗加工中。在機床的實際進給速度和主軸負載隨切削變化的情況中，刀具完全進入材料后進給曲線穩(wěn)定在 2000?mm/min, 隨之主軸負載也達到 20% 左右，穩(wěn)定的進給速度與全面的主軸出力最大程度上高效完成了材料去除。與此同時，在主軸達到最大出力的情況下，三向震動均衡平穩(wěn)，進一步說明機床剛性足以滿足當前的切削條件。
在傳統(tǒng)工藝中，客戶為了追求較高的表面質(zhì)量，一般采用牛鼻刀或球頭刀仿形加工側(cè)壁，帶來的問題是效率極低，深腔加工中易振刀，表面加工質(zhì)量反而降低。錐度桶形刀配合適合的五軸加工策略在實現(xiàn)相同表面質(zhì)量的前提下，垂直步距可達傳統(tǒng)工藝的 10倍以上，加工效率提升 3~5 倍。
最終工件加工總時間為 2?h20?min24?s，相較客戶傳統(tǒng)工藝效率翻倍提升。粗加工采用波紋銑刀高速高動態(tài)加工，鐵屑呈顆粒狀，有利于排屑和廢屑回收，在無人值守加工中整體工藝穩(wěn)定性更佳。精加工薄壁件側(cè)壁采用錐度桶型銑刀，有效減少震動，提升加工效率和品質(zhì)。工件外觀整體刀紋美觀，接刀順滑沒有臺階。表面粗糙度和加工時間均滿足目標要求的同時，工藝更加穩(wěn)定，效率成倍提升。客戶的認可是 GF 加工方案不懈努力的動力，GF 加工方案愿與客戶攜手進步，開創(chuàng)更美好的未來。
文 GF 加工方案
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