渦（wō）輪槳葉的高性能銑削加工（gōng）
2013-5-16 來源（yuán）： 作者：
對（duì）渦輪槳葉進行比較經濟地加工需要（yào）特殊型號的機（jī）床，有必要將高性能的銑削加工（gōng）、高精度的3維（wéi）切削加工以及空間自由（yóu）曲麵加工（gōng）靈活地結合在一起（qǐ）。能夠保證每（měi）一片槳葉精確（què）的（de）外形輪廓。
長度達500毫米的渦輪槳葉一般（bān）通過對棒料進行銑削加工得到。首先要對高強度鋼（gāng）材進行切（qiē）削加工，以保證（zhèng）槳葉從根部到頭部的外形輪廓都便（biàn）於後（hòu）續精加工的進行。
針對上述高性能的（de）銑削加工（gōng）需（xū）要將來自Coburg附近Meeder的Hamuel公（gōng）司的HSTM型5軸車銑（xǐ）加工中心與電主軸結合使用，這種工藝可以充分利用現（xiàn）有（yǒu）切削材料的生（shēng）產能力。切削加工的平順進行需要穩定的（de）機床結構，尤其是通過靈活的（de）質量分布來確保出色的動態剛度。
針對高性能的銑削加工需要將HSTM係列5軸車銑加工中心與電主軸結合使用，以配合現有的切削材料。
強有力的電主軸
標準功率為54千瓦的電主軸可以配合HSK A63型刀架以及標準容量為24把的刀庫工作。另外還可選裝36到60把容量的刀庫。根據客戶需求可以采用全自動的刀具管理模（mó）式。此外，每把刀具上（shàng）都裝有（yǒu）電子芯片（piàn），其中存儲有明確的刀具識別信息以及各（gè）自的輪廓數據。借助電子讀寫頭可以自動（dòng）讀（dú）取（qǔ）每把刀具的參數並傳輸至機床。借助使用壽命管理工具可以確（què）保每一把刀具（jù）都嚴格按照其設（shè）計壽命來工作，從而確保很高的加（jiā）工效果。
對於槳葉自由曲麵的精加工需要遵照最優的切削條（tiáo）件，以獲得所需的（de）輪廓並為後續的拋光工序預留穩定一致的加工餘量。電主軸轉速最高（gāo）可達16000轉/分鍾（zhōng），使得刀具可（kě）以（yǐ）在較小直徑區（qū）域內遵照最優的切削條件進行工（gōng）作。
接下來，導軌的進給軌跡需嚴格遵照計算結果，以保證按照計算的作（zuò）用係（xì）數來獲得所需的渦輪槳葉輪（lún）廓曲線。輪廓曲線中（zhōng）的難（nán）點（diǎn）在於進入及脫離區域，因此需要很高的角加速度來保證較為理想的銑削加工。可以在（zài）刀具旋轉（zhuǎn）軸上采用高性能的扭矩電機，並與流體淨力的樞軸承之間保持很好的動態關係。另在加工長度更長的槳葉時可（kě）在另一端的尾架上配備（bèi）主動的旋轉軸，以克服銑削加工時造成的變形。
自動化的刀具係統需要集成（chéng）使用Fanuc公司的M-710i係列的6軸曲臂機器人
3根線（xiàn）性軸（X、Y、Z）和2根旋轉軸（A、B）之間的協同效應對於加工具有很（hěn）高配合精度要求的自由曲麵十分重要。因此需要高動態性能（néng）的驅動係統以及能在毫秒範圍內進行工作的高（gāo）性能控製係統，能夠向驅動係統提（tí）供實施精確的信息。Hamuel公司對西門子公司的840D係（xì）統以及Fanuc公司的31i-A5係統（tǒng）均具備非常豐富的（de）經驗。
無人化生產
自動化（huà）的刀具係統需要集成使用Fanuc公司的M-710i係列的6軸曲臂機器人（圖2），Hamuel公司已成（chéng）功實現其（qí）與HSTM 300係列的協同工作。當工件較重時（shí）可（kě）以采用24把容量的鏈式刀庫。上述2種方案中（zhōng），操作人員均需在準（zhǔn）備工位將毛（máo）坯（pī）件安放在工（gōng）件支架上（shàng），然後再自（zì）動進給至加工工位。工件支架通過（guò）HSK 100B型接口與係統自動接合，可實現工件的快速夾緊。
複雜自由曲麵的編程采用了已得到（dào）驗（yàn）證的CAM軟件BladeMill，由Clever Engineering公司提供。這套係（xì）統（tǒng）基於5軸HSC機床開發，可以為槳葉的粗加工和精加（jiā）工以及槳葉（yè）頭部、根部的過渡區（qū）域加工生成優化的數控刀具路徑。BladeMill係統通過BaseMill模塊（後處理器、接口）與3維CAD軟件Catia V5、UG NX和ProE集成。
使用（yòng）激光技術進行刀具測量可以避免由於刀具磨損所（suǒ）導致的加工缺陷
有趣的可選項
為配合批量生產，HSTM加工中心還可配備額外（wài）的組件（jiàn），以提高的加工精度和安全性。例如，可采（cǎi）用激光技術進行刀具測量（圖3），向控（kòng）製係統提供（gòng）刀具長度、直徑以及磨損情況的實時數（shù）據，避免加工錯誤。自適應控製及監控係統Optimill反過來可對切削過程進行實（shí）時監控（kòng）並保（bǎo）護刀具。舉例來說（shuō），通常情況下（xià）槳葉的毛坯鑄件正反兩麵上帶有（yǒu）不均質的（de）加工餘量，係統可根據不同的切削加工情況相應降（jiàng）低或提高（gāo）刀（dāo）具的進給量，並及時判斷出刀具的折斷。
全球很多渦輪OEM製造商及其（qí）下級供應商都在使用HSTM係列（liè）機床。該係（xì）列機床結（jié）構堅固，加工質量很高，工藝性能較高，用戶能夠獲得較（jiào）高的投資回報率（ROI）。無（wú）論從質量、生產效（xiào）率還是財務角度來看，德國機床產品（pǐn）都屬一流。
製造商簡介：
Hamuel公司擁有80多（duō）年機床製造的傳統（tǒng），近（jìn）25年來一直致力於5軸同步加工領域。Hamuel公司在車銑（xǐ）機床方麵經驗豐富 。HSTM係列產品的X軸（zhóu）範（fàn）圍可達730-1930毫米（mǐ），幾乎可以用於加工各種形式和長度的渦輪槳葉。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本（běn）網編輯部， 郵箱（xiāng）：skjcsc@vip.sina.com
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