渦輪葉片的整體加工要求在大功率粗加(jiā)工和高精度精加(jiā)工之間(jiān)取得平衡。這正是(shì)現代化五(wǔ)軸車銑加工中心的任(rèn)務,將穩定的機械製造能力與一流的驅動及控製(zhì)技術結合(hé)在一(yī)起。
經驗就是堅實的基拙,對此Hamuel機械(xiè)製造有限責任公(gōng)司(位於德國上弗蘭肯地區的城市Meeder)具有絕對的發言權:約85年的機床製造經驗、35年的數控加工經驗、25年的五軸模擬加工經驗以及10年的五軸(zhóu)車銑加工中(zhōng)心的製造經驗。公司總經理Markus Stanik博(bó)士表(biǎo)示,經驗(yàn)不是衡量機床質(zhì)量的唯一標(biāo)準,但是:“經驗有助(zhù)於我們與合適的合作夥伴一起設計和製造出能使我們的客戶在市場上取得成功的機(jī)床。”Hamuel公司及其眾多客戶的業務也確實取得了增長^
目前(qián)Hamuel公司擁有三大支(zhī)柱業務:
機床部件(jiàn)的生產(chǎn)(例如機床軸單元、床身和主體)
數控龍門銑床的研發和製造
五軸車銑加工中(zhōng)心(xīn)的生產(chǎn)
最(zuì)後一項就是著名(míng)的HSTM係列產品,自1999年麵市以(yǐ)來為公司的(de)銷售額和業(yè)績作出了舉足輕重的貢獻。特別是該係列機床在動態(tài)響(xiǎng)應、生產能力和(hé)精度方麵的優良性能總是能幫助我們獲得在飛機製造業和發電行業(yè)中領先的渦輪製造商的訂
單。
渦輪(lún)葉片加工不允許有絲(sī)毫誤差采用Sinumerik 840D si控製係統的HSTM主要用於生產渦輪葉(yè)片和葉盤(渦輪葉輪盤),此類(lèi)部件用在固定式汽輪機和燃氣輪機上以及飛機發動機和大型渦輪壓縮(suō)機的移動式渦輪上,一般由高硬度材料製成,如(rú)鈦或(huò)高(gāo)強度合(hé)金(jīn)鋼即使些許(xǔ)的誤差(chà)也可能導致發電(diàn)渦輪或飛機渦輪的效率顯著降低,因(yīn)而外形誤差在(zài)渦輪葉片和葉盤產品上(shàng)視同禁忌。相應地,對機床也提出了更高且(qiě)更多樣的要求。Hamuel公(gōng)司的銷售經理Jochen Schaede(工程碩(shuò)士)說道(dào):“對於長度約在】000 mm以上的大型滿輪葉片,我們的客戶(hù)大多采用鍛造毛坯製造;而對於較短的工件則采用全銑削(xuē)的方(fāng)式(切削量約占顯而易(yì)見,這就要求我們的(de)機床既能進行高效的粗加工,又能進行高精(jīng)度的精加工。”粗加工時生產率是關鍵,而之後對立體曲麵進行精加(jiā)工時,則(zé)以精度為(wéi)核心,而且“我們的高效加工中心在保證優良的表麵質量(liàng)的同時能夠達到微米級的精度,’,Schaede補充道。
精(jīng)巧的機床製造與驅動及控製技術之間相(xiàng)輔相成的(de)配合對生產能力起著決定性的作用,其根(gēn)本在於采(cǎi)用(yòng)一體化基體的穩固的機床結構(要(yào)麽是(shì)使用特殊混凝土進行澆鑄的焊接結構,要麽是最新的(de)一體成形式聚合混凝土結構):精密的質量分布此時可達到取佳的動(dòng)態剛度Hamuel公司研發人員(yuán)的經驗與西(xī)門子公司機電(diàn)專(zhuān)家的技術(shù)相結合使這些性能的實現成為了(le)可能,正如Jochen Schaede所說:“借助多種模擬(nǐ)工具,西門子工程師能為我們提供非常精確的數據,告訴我們應在哪裏增減質量。同時非(fēi)常有利的(de)是,我們能夠從西門(mén)子(zǐ)訂購包括主軸、軸驅動以及數(shù)控係統在內的所有動態組(zǔ)件這樣(yàng),隻需少數幾個迭代循環,就能使機床獲(huò)得完美(měi)的動態剛度。”
此外重要的是:所有組件的排列方式都有助於對水平夾緊(jǐn)的(de)渦輪(lún)葉片和葉盤進行最(zuì)佳加工D同時(shí)將軸(zhóu)傾斜45。,也便於在對機床內(nèi)部進行連(lián)續吹掃時排出碎屑另外將軸斜置(zhì)也更方便接觸機床內部的組件。
如此構造並(bìng)配備了西門子精密型直接驅動的HSTM機床,其(qí)所有(yǒu)線性軸的運行速度都能超過40m/min且定位精度最尚可達(dá)5 (xm南(nán)速運轉的回轉軸的定(dìng)位精度甚至可達到3 pm 因而用戶可在Ra=0.8 的加(jiā)工區域內獲(huò)得(dé)極佳的生產率、精度和表麵質量(liàng),冗全能(néng)滿足葉片加工(gōng)的(de)各項要求翁數控係統(tǒng)負責入口邊(biān)及出(chū)口邊的(de)最佳(jiā)曲麵過渡加工質(zhì)量。
滿輪葉片加工中(zhōng)麵臨(lín)的取大挑戰是要求可刻(kè)的曲麵過(guò)渡加工(入(rù)口邊和出(chū)口邊(biān))如要實現高質(zhì)量的加工,由曲線控製點定義的銑削軌(guǐ)跡必須保持(chí)均勻的加(jiā)工速度。因此,入口邊和出口邊要求具備極高的角(jiǎo)加速度相應地,也要求提供(gòng)較多數量的用於定義軌跡的曲線控製點。
而數控係統的挑戰在於,可靠地執行所生成的加工工(gōng)步。此時係統的快速程序段循環時間以及預(yù)讀(Look ahead)功能就派上了用場。“還沒有哪一個數控係統能像Sinumerik 840D si這樣,在所要求的如此短暫的時間內將驅動信號這樣準確地提供(gòng)給全部五根加工軸(zhóu)” Jochen Schaede強調道,他還補(bǔ)充道:“另外,創新的運動控製功(gōng)能(néng)“精優曲麵”(AdvancedSurface)也非常出色,它其中包含了優化了(le)的預讀功能模塊。此外,我還必須(xū)要提到的是,自由曲麵的五軸高速車銑加工需要進行幾(jǐ)何矢量的空間連續重新定向。這就要用到Sinumerik 840D si上的“Traori原理’’。這(zhè)樣我們的用戶就能獲得可再(zài)現的(de)加工結果(guǒ),不僅表麵質量近手完美,輪廓精度也極高,而且加工速(sù)度極為快速。
除了精度(dù)、生(shēng)產(chǎn)率(lǜ)和可靠性這些首要屬性,Hamuel還非常(cháng)看重西門子控製與驅動技術的其他一些特點-例如(rú):DRIVE-CLiQ接口。通過這一(yī)數字量(liàng)連接可自動識別配備的所有相應的驅動組(zǔ)件。隻需一根(gēn)電纜(lǎn)就(jiù)能實現該連接。電機的等效電(diàn)路圖數椐以及內置編碼器係統的參數都已提前存儲,因而在調試時無需再手動輸入,這(zhè)使得調試過(guò)程能夠更加(jiā)可靠和怏速、。
同樣困擾(rǎo)銷售經理的還有專有(yǒu)技術的保護。憑借創新型軟件,他的客戶(hù)可以通過個人密碼對所有程(chéng)序及其專有應用加以(yǐ)保護,防止未經授權的擅自使用。對於Hamuel常常遍布全球範圍的(de)機床用(yòng)戶而言,西(xī)門予(yǔ)所提供的遠程服(fú)務也(yě)被(bèi)證明是一項十分重要的優勢。無需現場服務(wù)就能解決(jué)軟件問題並且快速可靠地進行升級。生產企業從(cóng)而可以節約(yuē)時間和金錢,並且總是使用到(dào)最新版本的軟件。
采用切端麵齒的功(gōng)能強大的電主軸對於車銑加工中心的生(shēng)產能力(lì),Weiss主軸技術有限公司(西門子旗下子公(gōng)司)的54 kW電主軸也起著舉足輕重的作用在配備HSK A63刀夾的情(qíng)況下,該電主軸在粗加工時可以達到足夠高的轉矩,同時在精加工時可以提供高達16 000轉/min的轉速。這樣就(jiù)能保證始終提供最佳的(de)切削速(sù)度。此外從實際使用的角度,Hamuel負責人還著重強調了 一個技術細節(集成在內的切端麵齒)c借助它可以夾緊主軸,並在車削加工時卸去軸承(chéng)。
機床大小完全取決於所要生(shēng)產的工件的長度,一般可從 500 mm (HSTM 300)直到(dào) 1750 mm (HSTM1500)。有特殊需求時,Hamuel也可(kě)以(yǐ)生產更(gèng)大的機床。目(mù)前有一個項目就是加(jiā)工長度(dù)為2 500 mm的葉片。總經理Markus Stanik公開表示:“憑借模塊化的機床製造,我們(men)能夠滿足用戶的特殊需求並在此基礎上生產車銑加工中心。”
“此外令人欣喜的是,新的(de)產品研發(fā)已經進入(rù)了市場引入階段。比如(rú)未來我們可以(yǐ)選擇使用一種特殊氣體在HSTM機床上進行刀具冷卻另外我們還能提供礦物鑄件機床床身(shēn)。首台此(cǐ)類型的機床已經在EM0展(zhǎn)會上展出。這種礦物材料具(jù)有(yǒu)出色的減震性,順便(biàn)還能減少我(wǒ)們對(duì)鋼材供應商的依賴”Markus Stanik南興地表示。對於機床(chuáng)用戶而"i",更直觀的表現在更(gèng)高的表麵加工質量以及顯(xiǎn)著延長的刀具使用壽命。
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