數控機床

      機床製造商法孚辛辛那提公司（Fives Cincinnati）發現，肯納金屬公司（sī）生產的KM4XTM刀柄及主軸係統與業內領先的 超級（jí）龍門機床（super-profilers)配合（hé）使用時，在實現更高（gāo）金（jīn）屬切除率方（fāng）麵起到了關鍵性（xìng）的（de）作用。

                                            用於鈦（tài）材料銑削的（de）五軸 Fives Cincinnati XT 機床。

      對（duì）飛（fēi）機製造商而言，卓越的生（shēng）產效率意味著什麽？簡言之：億萬美元的（de）效益。以（yǐ）行業巨頭為（wéi）例，在 2015 年 1季（jì）度，美國波音公司在獲取新訂單和產（chǎn）品交付方麵都（dōu）超過歐洲（zhōu）競爭對（duì）手空中客車公司。盡管1 季度通（tōng）常是新訂單增長緩慢的時期，但波音公司的訂單交付卻創造（zào）了極大的經（jīng）濟收益，波音（yīn）公司（sī）在這段時期交付的飛機架數創造了曆史最高記錄。對於各種類型及（jí）規模的飛機製造商而（ér）言（yán），其零部件供應鏈及供應商在生產 難加工材質的零部件時，生產過程的（de）延誤會導（dǎo）致訂（dìng）單的取消，而（ér）訂單（dān）的取消會導致更換為擁有更佳性能設備的（de）機床製造商。

      法孚辛（xīn）辛那提公司是一家熟諳此規則的高科技機床製造商；這家公司的 Hebron,KY 工廠生產高性能的辛辛那提加工中心，複合纖維（wéi）鋪放係統，以及多軸辛辛那提龍門機床。這家公司在全（quán）球範圍內擁有（yǒu）超過 650 部龍門機床；天空中飛翔的每一架商業飛機都經過辛辛那提龍門機床的加工（gōng），這家公司這樣描述。

      辛辛那提 XTi Profile 龍（lóng）門機床有三軸和五軸配置，是（shì）新一代的超級龍門機床，在（zài）許多方麵都給人帶來（lái）深刻的（de）印象。該機床設（shè）計目的用於多種材（cái）料的加工，7000 rpm主（zhǔ）軸可對鋁材料和鋼材料（liào）進行加工（gōng），大扭矩（2523牛米）主軸可對鈦和其它硬質合金材料進行加工。在這家公司的（de）產品宣傳資料中，XT機床被稱為»唯一的多軸鈦材料粗加（jiā）工機床»，並創造了鈦材料加工金屬切除率（MRR）每分鍾超過 100立方英寸的（de）最高記錄。這（zhè）些大（dà）型機床的 X 軸（zhóu）行程為 4267 毫米（mǐ）（拓展（zhǎn）增量為 3658毫米），Y 軸（zhóu）行程為 3683 毫米，Z 軸行程為 711 毫米；在選用肯納（nà）金屬公司生產的KM4X100 刀柄及主（zhǔ）軸係統後又（yòu）刷新了最佳性能記錄。

       堅固的聯接性（xìng）能

      無論是在（zài）大型龍門機床上進行銑削加工，或是在小型加（jiā）工中心（xīn）上進行銑（xǐ）削加工，加工鈦之類的高韌性材料一直都是艱巨的挑戰。在加工硬（yìng）質合金材料的同時又要（yào）麵對提高加工效（xiào）率的壓力，這意味著在（zài）低速切削及大切削力的現實麵前要確保金屬切除率達到最大化。為了（le）解決（jué）這個問題，包括（kuò）法孚在內的機床製（zhì）造商將特種銑床（chuáng）和仿（fǎng）形加工中心的剛性提（tí）高，改（gǎi）善主軸的減震性能和機床構架的尺寸；這些措施（shī）是為了減少有害（hài）的的（de）機床振動（dòng）現象，以避（bì）免損害工件的加（jiā）工質量，提高生產能力，並（bìng）延長刀具的使用壽命。

      盡管（guǎn）這些改進（jìn）措施極大地提高了生產率，但刀柄及主軸係統長久以來仍然（rán）是（shì）最薄弱的環（huán）節。刀柄及主軸係統是機床與切削刀具之間的聯接麵，確定了在特定應用中（zhōng）的材（cái）料去除量。原因在於該刀柄及（jí）主軸係統必須能夠承受大負荷,同時還要（yào）保持其剛性（xìng）性（xìng）能，避免（miǎn）刀具出現嚴重變形，或是出現刀振。盡管主（zhǔ）軸可以傳遞大功率扭（niǔ）矩（jǔ），但在扭矩達到最大極限（xiàn）之前，切削力產生的彎矩可能已經超過（guò）聯接裝置（zhì）能夠承受的極限。在立銑加工應用中，因為懸伸量通常很大，這種現（xiàn）象非常明顯 - 所以刀柄及（jí）主軸（zhóu）係統的抗彎曲性能是限製性因素。舉例而言，一個可轉位螺旋刀具從主軸（zhóu）麵的懸伸量（liàng）為 250 毫米（9.84 英寸），直徑為 80毫米（3.15 英寸），該刀具在對 Ti6Al4V 材料進行 RDOC 為 12.7 毫米，ADOC 為 63.5毫米，去除率為 360 厘米3/分鍾的加工時，能夠產生 4620 牛米（3407.5英寸磅）的彎矩，以及不到 900 牛米（663.8 英寸（cùn）磅）的（de）扭矩。

      肯納金屬公司生產的新一代（dài） KM4X刀柄及主軸係統通過采用大夾（jiá）持力和更優化的配合級別，能夠提供更有效（xiào）的聯接性能，更出色的剛性以（yǐ）及抗彎曲性能。對（duì）於鈦材料（liào）加工廠而言，這意味著在高強度合（hé）金材料以及其（qí）它材料的（de）加（jiā）工中，可以顯著提高加工性能，確保更高的金屬去除率，以及每天可完成更多工（gōng）件的加工。

      改善機床設計方案

      法孚辛辛那提公司的應用工程師 Robert Snodgrass 與肯納金屬公（gōng）司的資深客戶經理 MikeMalott 在大約（yuē） 4 年前就（jiù）開始合作，並對 KM4X的性能進行了評估測試。»這個產品的設計非常優秀-這讓我們對自己的機床設計有了新的（de）思考，一個具備（bèi）更（gèng）好剛性的主軸可（kě）以滿足客戶更為高效的加工需求，並能提高客戶的生產能力。»

      應當記得，典型的飛機結構零部件在初始加工階段（duàn）需要進行鍛（duàn）造加工，需要進行（háng）大去除量的切削加工，直（zhí）至實現成品工（gōng）件（jiàn）的尺寸要求，»肯納（nà）金屬公司的副（fù）總（zǒng）裁 Mark Huston這（zhè）樣說到。 材料去除率（lǜ） - 購買原材料的重量與加工至成品過程中的切（qiē）削（xuē）量之比可達（dá）到4:1,8:1，在有些零件（jiàn）加工中甚至可達到 8:1。

      第一代的辛辛那提龍門機床在鈦材料加工中（zhōng）因為（wéi）受到機床結構，以及刀柄及（jí）主軸係統的限製，可以實現每分鍾 4 立方英寸的金（jīn）屬去除率。在使用XT係列的辛辛那提龍門機床，同時配合使用端（duān）麵接觸的 HSK 125刀柄及主軸係（xì）統情況下，金屬（shǔ）去除率可以提高至（zhì）每分鍾 50 立方英寸。在使用 KM4X 100情況下，金屬去除率實現翻倍，達到每分鍾 100 立方英寸。

   
      即使在每分鍾 100 立方（fāng）英寸的情（qíng）況下（xià），我們使用 KM4X 對 XT龍門機床進行的基準測試（shì）表明，其性能遠未達到機床的（de）抗彎矩理論限度值，»Snodgrass又說到。他指出，在上一代的測試中使用的大型 CAT60 錐型刀柄，在與 50錐型刀（dāo）柄相比時，就如駕駛坦克與駕駛 SUV 之間的對比一樣（yàng）。KM4X 與 60錐型刀柄相比（bǐ），金屬去除率實現了翻倍。與 CAT50, HSK100, 或 KM4X100 相比，CAT60的重量幾乎是它們的兩倍。

      這對主軸和機（jī）床設計方案的影響非常大， 法孚辛辛那提公司（sī）的產（chǎn）品經理（lǐ） Ken Wichman這樣說到。

     許多龍門（mén）機床都采用手動換刀方式，即使這些機床有自動換刀/刀具存儲（chǔ）裝置。KM4X提高了抗彎矩性能，與 CAT 或 HSK 刀（dāo）柄產品相比，在相同抗彎矩性能情況下，具有重（chóng）量輕的特點。在人體工程學（xué）方麵，這種產品特點對（duì）操作人員而言（yán）是（shì）個巨大的福音。對選擇自動換刀/刀具存儲裝置的用戶而言（yán），KM4X體（tǐ）積更小，在特定設備占地麵積情況下（xià）可對更多的刀具進行管理。

      我們幫助客戶提高生產效率，對此我們感到自豪，»法孚辛辛（xīn）那提公司的副總裁 Mark Logn這樣說到。 象 KM4X 之類（lèi）的高效刀柄及主軸係統（tǒng）不僅對新型機床的設計產生影響，對現有機床（chuáng）的高效（xiào）應用也產生了巨（jù）大的促進作用。這為現有機床的重大升級提供（gòng）了機遇，同時對未來新型龍門機床的設計也產生了積（jī）極（jí）的影響。

     鈦材料（liào）加工行業需要設定（dìng）新的低成本零（líng）件生產標準，XT龍門機床為此提供的不僅僅是機遇， 法孚辛辛那提公司的執行副總裁 Chip Storie說到（dào）。
   

     機（jī）床采用大型橫導軌、堅固型主軸、專用基（jī）座，以及高（gāo）壓冷卻係統（tǒng）設計方案，我們期盼機床的（de）金屬去除率能超過每分鍾 100 立方英寸。這將改變鈦材料加工行業的現狀。

      邊欄：雪橇切削測試（shì）工藝的分析肯納（nà）金屬公司的資深客戶經理 Mike Malott多年來深入（rù）客戶現場，在法孚辛辛那（nà）提公（gōng）司的生產現（xiàn）場已被當作»家人»看（kàn）待。他（tā）還注意到，法孚公（gōng）司對切削刀具性能進行的»雪橇切削法»測試工藝已（yǐ）經在業內得（dé）到認可。

       在一個新型產品的研發過程中，我們（men）需要製定一個非常嚴格的性能測試工藝 -對於刀具產品而言是非（fēi）常（cháng）苛刻的，»應用工程師 Robert Snodgrass 說道。測試要求使用刀具對一個鈦材料工件進（jìn）行大切深並帶（dài）有（yǒu）持續弧度的切削，切削軌跡與雪橇滑道相似。

      我們希望在同一切削過程中，將切削深度和（hé）切削扭矩達到最（zuì）大化；在整（zhěng）個過程中允許機床按照最大功率工作，主軸/切削刀具在盡可能的情況下承受最大的切削力。

 
     有經驗的操作員在加工（gōng）鈦材料時，最不願意聽到工件發出的嘯音，因為在工件發出嘯音後，就會發生機床或刀具失（shī）效的故障（zhàng）。但法孚公司（sī）在on YouTube 上發布的視頻表明(https://www.youtube.com/watch?v=0pcocy4IsE)，在一個大切深（shēn），大寬度的測試切（qiē）削中，盡管切屑堆（duī）積地象小山一樣，並且還是五個獨立的主軸（zhóu），但機床仍然（rán）可以高效率地操（cāo）作，並發出令（lìng）人愉（yú）悅的聲音。這表明設備具備的高性（xìng）能，並且在未來還（hái）會有更多的改進。
 

      法孚辛（xīn）辛那提公司（sī）簡介
   
   
     法孚公司（sī）根基雄厚，旗下擁有許多著（zhe）名品牌，如Cincinnati, Giddings & Lewis, Forest-Liné,Liné Machines，以及 Rouchaud；法孚是一家著名的製造業解決方案供應商，其產品性能深受客戶的喜愛。其主要服（fú）務行業包括（kuò）航空（kōng）航天行業、汽車和卡車（chē）行業、重型設備行業、石（shí）油及天然氣行業、軌道行業、風能（néng）及通用機械加工行業。法孚公（gōng）司的製造產業及相（xiàng）關支持產業在全（quán）球範圍內呈戰略性分布，其金屬切削及綜合業務部門生產類型齊全的係列設備及高科技產品，包括自動化設備（bèi）、激光焊接及（jí）切割設備、車削、銑削（xuē）、綜合（hé）加工、軟件產（chǎn）品（pǐn），以及相關支（zhī）持和服務（wù）（保養維護、零部件、設備改造、維修及（jí）升級（jí））。
 
 
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