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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。
十、北京精雕JDHGT600T三轴高速加工中心
北京精雕JDHGT600T三轴高速加工中心(以下简称JDHGT600T 加工中心)选择合理的软硬件配置,可稳定实现2~5μm的加工精度,如图7-33 所示。X、Y、Z 行程分别为600mm、500mm、200mm,工作台尺寸为650mmx650mm,最大工作负重为300kg。JDHGT600T加工中心主轴及刀库相关参数见表7-5。
图7-33 JDHGT600T 加工中心
表7-5JDHGT600T 加工中心主轴及刀库参数
1.设备特点
JDHGT600T 加工中心的具体配置如下。
1)可选配最高转速为32000r/min的高速精密电主轴。
2)可选多种型号高精度转台,拓展多轴加工模式。
3)配备刀具3D圆角补偿系统,可在机检测和智能补偿带R角刀具的直径误差和轮廓误差。
4)配备在机测量系统,可实现对刀具、夹具和工件状态的实时监测。
5)搭配 FMS 自动供料系统(JDFMS255或JDFMS30或JDFMS80C或JDFMS150C或JDFMS40C),升级为JDHGT600T自动化单元,可实现工艺成熟的小批量零件单机自动化生产,如:饰品、精密电极、精密模具及医疗器械等精密产品。
2. 应用案例
1)加工零件:半轴齿轮冷冲模具,如图7-34 所示。
图7-34半轴齿轮冷冲模具
2)零件材料:模具钢(DC53,硬度为62HRC)。
3)零件尺寸:φ120mmx50mm。
4)加工要求:齿轮同侧齿面的余量一致性要求很高,极差需控制在5μm内;齿面上下不同高度上余量一致性要求很高,极差需控制在5μm内;淬火料粗加工后的余量为0.05mm,需三刀加工到位;要求在12h内加工完成一个模具。
5) 加工难点:该模具用于汽车半轴齿轮的精密锻造,工件材质较硬(测试硬度为62HRC),刀具易磨损且加工中易产生让刀现象,单个齿面易出现上下余量不一致的现象,齿轮左侧齿面与右侧齿面余量易出现一致性差的现象。
6)工艺方案:使用JDHGT600T加工中心粗加工并预留0.05mm 加工余量;在半精与精加工之前,先进行清角工步,如图7-35 所示。为了避免高硬度材料在加工过程中凹圆角位置处刀具的实际切削角度变大,采用R1.5mm、R1.25mm球头刀具对该工件曲率半径为1.5mm的圆角进行组合清根。在半精与精加工环节,采用走刀方向交替的环绕等高加工方式,以保证齿廓(圆周)方向上齿距误差一致和刀具磨损后的余量均匀,如图7-36 所示。
a)R1.5mm刀具整体清角
b)R1.25mm刀具局部清角
图7-35清角示意
a)由底部开始向上走刀
b)由顶部开始向下走刀
图7-36 走刀方向交替的环绕等高加工
7)加工结果:加工时长为11.3h;齿轮左右齿面余量范围为-3~1μm,极差为4μm;齿面的上下余量及刀纹一致性很好;表面粗糙度值Ra<0.2μm;齿轮模具精度达到德国DIN3965标准的1级精度。
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