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编者按
复合加工中心是指具有立式加工中心和卧式加工中心功能的立卧两用加工中心。通常称这类加工中心为五面加工中心,它能实现一次装夹,完成除安装基面以外的5个面的多工序加工。这类加工中心有两种形式:一种是主轴头可以从立轴转成卧轴,实现五面加工;另一种是工作台从卧轴转成立轴,实现五面加工。
七、山崎马扎克 INTEGREX i-300 ST 卧式加工中心
山崎马扎克INTEGREXi-300 ST卧式加工中心(以下简称INTEGREXi-300ST加工中心)功能强大、精度高,适用于中到大型零部件的加工,如图7-20所示。它融合了强力车削中心和加工中心的所有功能,配备了第二车削主轴,削减了加工工序的操作,使设备实现了一次装夹即可完成所需加工,减少了夹具、刀具数量,提升了加工效率。
图7-20 INTEGREXi-300ST加工中心
此外,五轴联动加工能力使INTEGREX i-300ST加工中心可以轻松实现圆形零部件的二次加工,可以加工刚性铸件(如卡盘或柱状)的零部件,以及圆形或波纹状零部件(如航空零部件)。
1.设备特点
INTEGREX i-300 ST加工中心铣削主轴旋转角度为-30°~210°(定位精度为0.0001°),转速为20000r/min(20HP)。第二车削主轴实现了一次装夹完成所有加工,C轴可实现加工定位精度为0.0001°。INTEGREX i-300 ST加工中心增加下刀塔,辅助第一、第二车削主轴加工,标准配备为36把刀具的刀库,还可选择容量为72把或110把的刀库。
2.应用案例
(1)中桥输入轴如图7-21所示,此零件的加工难点及解决方法如下所述。
图7-21 中桥输入轴
1)加工难点:工件悬伸较长,易出现振刀现象。
2)解决方法:分段车削,例如一段100mm长棒料需要加工出φ20mm、中30mm和φ40mm多个段落,通常编程为一次加工出中20mm、φ30mm和φ40mm几个部分,为了避免振刀,可先只加工φ20mm部分,结束后再加工φ30mm部分,依此类推。
3)加工过程中存在的问题和总结:因为被加工零件已经加工好外形,只精加工外圆和花键,但没有花键滚刀,所以只做外圆精加工。线速度为220m/min,进给量为0.12mm/r,加工出的零件表面质量非常好。
(2)中桥输出轴如图7-22所示,此零件的加工难点及解决方法如下所述。
图7-22 中桥输出轴
1)加工难点:花键部位和A基准的同轴度要求中0.02mm以内。
2)解决方法:一次成形,即将同轴度要求较高的部位在一次装夹的情况下完成。
3)加工过程中存在的问题及解决方案总结:①要满足花键部位与A基准φ0.02mm 以内同轴度的要求,最好一次加工完成,但因为此部位在开始时需要夹持中心架,所以在第二主轴自制了1个顶尖,夹持中心架车完端面及中心孔后顶尖固定,一次性车削外圆。交接前需要手动取下顶尖,建议选配ATC刀具顶尖或者第二主轴顶尖功能。②中心架最小夹持直径为50mm,此零件中间部位的直径为46mm,无法夹持,建议后期将中心架安装在基座的左侧。③零件右端面有一个锥形内孔,尖端部位非常小,须使用一把尖部比较小的车刀进行加工。此过程容易使刀片破损,所以推荐使用球刀铣的方式加工(使用车刀加工约28min,使用球刀加工约32min)。如果产量大,建议使用特殊钻头粗加工,再用车刀精加工。④由于夹持了中心架或顶尖,所以螺纹加工完之后,螺纹环规不方便放进去检测,建议换成螺纹中径千分尺检测。
(3)转向节轴如图7-23 所示,此零件的加工难点及解决方法如下所述。
图 7-23转向节轴
1)加工难点:零件外圆和内孔基本都有φ0.02mm 同轴度要求。
2)解决方法:一次成形,即将同轴度要求较高的部位在一次装夹的情况下完成。
3)加工过程中存在的问题和总结:①此零件的整个外圆及大端面内孔基本都有φ0.02mm的同轴度要求,若要完全达到精度要求,需对夹具有非常高的要求。如果零件的几何公差要求必须达到,就需要考虑使用内涨式卡盘,使外圆、大端面及内孔依序加工出来。②加工时需要使用中心架,但切屑难免会进入中心架的滚轮,造成加工时的振动以及压伤零件表面。可制作1个塑料挡板装在中心架上,这样可以隔绝大多数的切屑。但在加工外圆时,需要手动把隔板掀起来。③加工过程中,中心架无论夹在哪里都会损伤外表面,但根据输入轴的加工来看,硬度更高的表面,压伤的痕迹很小,所以建议在满足要求的前提下,把中心架夹持部位的淬火硬度由48~53HRC调整至60HRC。④零件外圆有3处淬火位置,需要使用CBN车刀加工,由于车削量比较少,所以很难断屑。⑤零件内孔比较深,建议使用减振车刀。⑥零件有两个深孔,目前机床最高水压为3.5MPa,为保险起见推荐使用啄钻。如果水压达到7MPa,则可以一次性完成钻削,提高效率。
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