深孔铣钻加工中心能对M64以上规格的螺丝进行热钻孔处理,此外还能对螺丝前端面进行铣削,可节省约50%以上的传统加工工序,帮助生产型企业缩短1/3的供货周期。
装螺丝无疑是个力气活。拧紧螺丝的方法至关重要,正确的拧法不但能保证工序的流畅进行,也能保证与之连接的部件能正常运行。如果是M64以上规格的大号螺丝,一般都会加热后再拧紧,这是为了通过热膨胀效应来减少人工调节的工序。因为热钻孔工艺的需要,Schuster公司购买了Samag公司的深孔铣钻加工中心,同时还能对螺丝前端表面进行铣削,大大简化了传统的生产工艺(图1)。
图1 安装了深孔铣钻加工中心的热钻系统正在螺纹上运行
特种螺丝的客户主要集中在石油化工、装备制造和汽轮机等行业,且需求量很大。作为该领域的专家,Schuster公司能够提供根据DIN2510标准加工的耐热螺丝、膨胀套管和螺母等产品。这家只有54名员工的企业每年都要使用约1100t的原材料钢铁,生产出350万个紧固件产品。
在加工过程中,为了能将螺丝以正确的方式固定住,使其不产生滑动,也不需要施加破坏性的外力,铣钻设备会对M64以上规格的螺丝进行热处理。在热处理过程中,螺丝内部会产生一种被称为热钻孔的效应,这个步骤能减少手动旋转时产生的压力不均匀对精密度的影响,甚至在装配上螺母后还能实现自动降温的效果。
Schuster公司的TFZ2系列深孔钻铣加工中心能实现精确深钻,还能在螺丝前端面进行铣削加工,通过完整的铣削和钻孔加工工序处理最大为M140规格的螺丝,能节省约50%以上的工序(图2)。以前需7道工序的加工流程,现只需3道,这就是该加工中心最大的优势。
图2 使用了铣钻加工中心装置的完整加工
工艺可以大大节省加工步骤、时间和成本
以往分配到外协工厂进行的加工环节常会出现一些众所周知的问题,特别是运输问题可能直接导致交付延期。这不但会增加必需的加工步骤,同时也会影响到加工的质量。基于这种情况,Schuster公司引进了Samag公司的深孔钻铣加工中心,在独立完成热钻孔的工序的同时,TFZ还能对螺丝前端面进行铣削。
改进加工工艺之后,最显著的影响就是运输环节比以前快多了,整体上供货周期相较之前缩短了近1/3。加工环节和相应的后序环节的减少也使成本下降了20%。而经由深孔钻铣加工中心优化的加工结构也能在一定程度上提高加工质量,即使是非常长的螺丝也能保证笔直地拧入。无论如何,相比起外协加工的部分,完全自主加工并控制加工流程始终是确保质量的有效方法。
TFZ系列深孔钻铣加工中心凭借其坚硬的机械设计,最深可下探至2800mm,钻孔直径最大可达65mm。而如果使用TFZ 2-1000深孔钻铣加工中心钻孔深度则可达1200mm,钻孔直径最大可达30mm。其采用的电机主轴功率可达23kW。转速可达6000r/min,极限钻速为10000r/min,转矩可达124N.m。在铣削加工过程中,通过快速交替系统的控制,当集屑盒远离工位时,连接轴会下探为铣钻的工具提供额外的支撑。这种支撑在铣削工序时主要产生横向力。
该系统配备的高速直线主轴的速度达20m/min。其中TFZ2-1000深孔钻铣加工中心能在M24以下规格的螺纹上钻孔;铣削方面,以1.2312材质为例,切削速度可达250cm3/min。为了能进行4个方向同时加工,该加工中心还配备了最大可承载10t的、1100mm×1100mm的360°圆形工作台。
该加工中心的软件系统能提供监控加工流程的功能,还能对钻孔深度、铣削周期和坐标变换等环节进行控制。加工中心的流畅运行所必须的部分,如计算精确的载重台和操作台,排屑器和切屑离心机以及为清除油雾安装的吸附设备也属该设备的一部分。
TFZ 2-1000型设备可以加装一个可旋转的铣钻装置,旋角范围为-25°~15°。依靠前置的转向节柱,钻套和主轴的有效活动范围可达桌棱以上500mm。这套设备在某些情况下可以实现面向4个方向的无死角加工,和NC圆形操作台连接后可以实现两个角度同时加工。
为获得更好的稳定性,铣钻台在使用时分别在两边安装了紧固底座。通常情况下一个转换台可以容纳24个工位。控制系统除了能监控刀具破损情况外,也能用于观察冷冻剂的压力和流动状况。在设备内的冷却回路中,冷却剂的流动可达40L/min,压强可达107Pa。