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北京军工零件加工汽车铝合金轻量化结构件加

时间:2022-09-15 14:50:07 点击:16次

汽车的铝合金结构件加工和铝合金缸体缸盖类零件的加工,尽管加工材料都是铝合金,但是对加工工艺的要求却相差甚远。加工铝合金缸体类零件时,切深较大,而且经常要用到盘铣刀,因此切削力通常较大,所以在设备选择上传统的摇篮式五轴联动机床较多。但是在加工铝合金结构件时,不论压铸件还是挤压型材件,切削力都要远小于缸体缸盖的加工。

那么用什么样的设备才***合适,在保证精度和工艺可靠性的前提下,哪种设备加工效率***高,且经济性***好呢?

在电动车快速发展的行情下,越来越多的车型开始采用铸铝件或型材焊接件作为车身结构组件。针对这一市场需求,Reichenbacher Hamuel公司大概5年前专门开发设计了一款加工中心,用于高效加工各类铝合金车身结构件,其设计思路特别适合中国市场。

由于国内的汽车铝合金零件加工主要是发动机缸体缸盖和变速箱这类腔体类铸造件,因此在加工铝合金结构件时多沿用之前的工艺和设备。其特点是结构刚性大,因此工艺设计上可以采用较大切削量的高速铣削加工。机床的结构形式多采用配备摇篮式工作台的五轴联动加工中心。这种经典的机床结构的确有种种优点,但是对于普通铝合金或复合材料结构件加工来说,有些大材小用。

不管是精铸还是挤压型材,车用铝合金结构件都不需要大量的机械加工,不需要去除大量的材料,因此,与箱体类零件相比,车体上的铝合金结构件绝大多数情况只需要少量的机械加工,对机床的结构刚性要求并不是那么高。因此,在满足精度要求的前提下,可尽量降低结构件重量,并提高速度和自动化程度。在这个思路的指导下,Reichenbacher Hamuel公司开发了ECO RS系列型号。

目前Hamuel系列车系复合CNC主要针对超硬材料叶片的大切削量加工,加工精度可以达到0.003mm;Reichenbacher系列多立柱式(镗床结构)CNC则偏向轻型材料加工:零件偏大,精度要求不高(结构件精度通常不高于0.1mm,关键形面精度要求0.02mm,但尺寸偏小),零件附加值(相对缸体缸盖)不高,自动化程度要求较高。

采用模块化的立柱式设计,可根据零件和工艺要求灵活地对模块进行组合。用户可以选择单立柱,双立柱,或多立柱式;立柱(铣头)也可以选择相对或同侧布置;工作台也形式就更加灵活,甚至可以对整车的结构件进行加工,以便修正焊接时对车身结构产生的误差。而保时捷的911,Audi的Etron铝合金车身都采用了同样的方案。

值得注意的是,立柱并没有采用传统的镗床结构,而是在立柱顶部增加了龙门结构,在不大幅提高成本的前提下增加了立柱的结构刚性。因此可以安装更大重量的铣头,而立柱的高度也可以相应增加。

铣头可以是一个自由度的摆动头,配合立式转台,与其他三个直线自由度构成五轴联动;也可以在铣头上采用2个自由度,与其他三个直线轴构成五轴联动;而铣头上甚至可以配多个加工主轴,每个主轴上安装订制的复合刀具,这样省去加工过程中换刀的时间和刀库的成本。

上图为完全密封的双铣头CNC,多通道控制,可同时加工一个零件的不同部位或者两个不同的零件。空载速度达80m/min,通过优化工艺可进一步提高进给速度,加工效率为普通CNC的2倍以上。

转台设计就更加灵活,由于公司拥有丰富的车系复合结构CNC的开发经验,因此也热衷于对各类转台的灵活使用。与之立柱式结构相配套的工作台可以是联动转台,也可以是分度式工作台;转台的旋转方式也可以是水平旋转或竖直旋转。

如果采用水平联动转台,那么在主轴端可以采用一个自由度的(左右)摆动铣头,构成经典的车系复合形式;若联动转台采用竖直位置,那么主轴端可采用前后摆动的铣头,适用于大型旋转体零件如复合材料叶片,涵道外壳等零件。

转台也可以不参与联动,仅仅起到换面或者换件的作用。这样既可以对一个零件转换位置,以便下刀;又可以在转台上固定若干个零件,成为托盘交换机构,若配合自动装卸机器人,那么实质上与CNC构成一套柔性制造单元(FMC);

上图为立式分度转台,转台被竖直放置的工作台分为正反两面,而工件可以在两个台面上分别固定。这样,内侧工件在加工时,外侧可以进行生产准备或者由机器人进行自动更换。这样设计可以非常节省生产线的空间,也不需要笨重的交换托盘系统,非常适合装夹汽车铝合金结构件。而且零件在转入到加工区域之后,由2个铣头同时加工,每个铣头配3个电主轴,加工过程不需要换刀,更换工件也只有几秒钟的空歇,因此整个设备的利用率几乎可以达到****。

对于切削量较大,加工时间较长的结构件(多为航空铝合金结构件,汽车结构件加工时间相对短得多)来说,不需要频繁的更换零件。因此也可以采用翻转式工作台,配2自由度叉式铣头,这样构成6,7年前开始流行的翻板铣结构。对于批量较小,批次较多的机加工厂来说,这种轻量化的翻板铣是非常合适的。操作简便,零件水平放置,竖直加工,而加工的同时也可以在另一个工位对零件进行翻面,去毛刺等生产准备。由于工作台在机床外部,因此也非常容易实现自动装卸。

ECO RS系列 --- 轻量化结构件加工的利器!

欢迎联系:haoyang.wu@reichenbacher.de; haoyang.wu@gmail.com

目前公司经营项目有: CNC航空高精密机械零件加工,CNC航空高精密样机加工、北京不锈钢零件加工、各种高精密金属零件、塑料加工,各种高精密工装夹具加工、 小批量研发模型样机加工制作, 真空批量翻模加工制作, 硅胶,橡胶制作,钣金制作, 铝合金批量高精密加工制作,批量吸塑制作,产品过uv,产品结构设计,批量喷涂丝印,镭雕激光打字等等。


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