| 目前,通过采用Zayer公司新的机床设备,我们能够以一次装夹工件的方式,对22m长、4m高的构件进行综合加工。在这里,不仅非常关键地解决了测量工作,而且还附加有多种功能,例如像叉形铣头在机床上所提供的那些功能。 |
图1 “高加工精度、稳定的工艺过程、高工艺柔性和高生产效率,产生了良好的经济效益”,Winterhoff机械制造有限公司的David Boetzel(右)和Sandro Brandt这两位负责人解释道。 |
图2. Zayer公司22000 KCU型加工中心的组合和加工多样化,即使用于不同构件也能节省时间。 |
图3 采用22000KCU型加工中心的45°万能铣头加工转盘。在该照片的远景处可以看到铣头的更换站。 |
图4 在这里,显示22000 KCU型镗铣床的柔性:在加工构件的同时,紧接着有待加工并完全是另一种形状的工件在装夹准备中。 |
图5 22000 KCU型加工中心的铣头更换站一瞥 |
凭借有远见的设备投资应对客户日益变化的要求,这是Winterhoff外协生产厂(驻地在Zernien-Gulden)不断地取得骄人成绩的原因。面对客户希望构件越来越大的需求,他们把希望寄于Zayer公司的机床。1991年,Burkhard Winterhoff先生建立了Winterhoff机械制造有限公司,开始进入合约生产业务领域。与Luchow-Dannenberg地区同一驻地Zernien-Gulden的SM Gulden结构钢架和机械制造有限公司同时运作。两个企业共有职工超过55人。企业在部分人员中实行业务兼职,通过协同作用获得经济效益。Winterhoff机械制造有限公司的经营理念是:从一开始就把业务重点放在对诸如钢、不锈钢、铝以及塑料等所有常见材料的大型零件的加工和高效切削上。这个业务重点一直保持到了今天。此外,公司通过车削,铣削和结构钢架制造,加工变速箱体、泵体、挖掘机滚珠式滚道套圈、引锭杆链、钢铁工业的角钢、驱动装置的蜗杆或灌注设备的转盘等零件。这种业务范围并没有完全排除小尺寸零件和批量零件的加工。在1992年,首台CNC控制的铣床投入生产。在后来的几年里,Winterhoff机械制造有限公司又安装了配有最现代化控制系统的大型和高效的铣床、车床和加工中心,这些投资,最终体现在有成效的合约生产和高质量的产品上。Winterhoff机械制造有限公司拥有综合成套的不断升级的现代化机械设备。在其工厂里,以铣削工序为主的加工中心占多数,用于加工规格在2000mm以上的单个零件。加工中心在X/Y/Z轴上的行程最大达22000/1500/4000mm。随着现代化和企业的发展,需要持续地对专业的职工进行培训和深造。在公司场地上,除了设有行政管理、工作准备,生产管理和质量保证等科室的办公楼外,有5个车间用来进行切削加工。两个车间用于结构钢架制造,另外还有个车间供进厂货物的存放。加工新的大型工件
Winterhoff机械制造有限公司加工的工件逐渐变得越来越大。例如,将约有20米长的构件,通过两台机床灵巧地布置成一排,同时对工件进行加工。同样,公司还曾在20KM-9000型立柱移动式铣床(Zayer公司出品)上,以7400 mm的坐标轴行程加工21m长的工件,当然,加工时要进行三次装夹和采用合适的转位装置。这台配有触发式三维测头的立柱移动式床身铣床装有一个可自动转位的万能铣头。铣头的B轴,可分度360000个位置,实现一次装夹4面加工。选择设备的准则也应考虑未来的需求
“在轨道交通和航空工业领域,我们得到了或多或少一些有益的提示 :将来要加工的工件一定会大大超过70002000 mm这样的尺寸,这也正是我们购置今后仍很高效的Zayer公司22000KCU型机床的决定性原因。即使按这样的尺寸档次,过去我们加工时只能局限于粗加工,因为铣头不能到达构件的所有部位,实现最佳效果,导致我们失去了本该得到的一半订单量”。Winterhoff机械制造有限公司的负责人Sandro Brandt先生说(图1)。公司除了尽可能地适应构件尺寸不断增大这一事实外,还特别考虑了这种专用加工中心的另一准则。较大尺寸和重量的工件,所有的零件都是有加强筋的铸铁结构。这样,即使在较高动力的作用下,也能确保较高的刚性(图2)。而且,这款加工中心适于在工件的多个侧面上进行多工序的加工。为此,公司提供了包括享有专利保护的45度的Zayer万能铣头(图3)、叉形铣头、直角铣头和卧式主轴。万能铣头能够以0.001度的分度步距进行回转,已经证明,优点多多:例如铣头在加工平面时可随意设置位置,以便获得均匀的加工表面。如果在某种情况下产生的负载压力,能导致铣刀的后切削刃再次切削后面已铣过的表面,那么通过铣头位置的调整,就可避免交叉切削,获得十分光洁的加工表面。而加工的压力仍然在前面的切削表面上,避免了切削刃重复切削已加工表面。此外,选择较小规格的铣头,可以到达较窄的加工部位。而卧式主轴特别适于材料切除量较大的粗加工操作。利用工作台、移动工作台和附加订购的回转工作台,就能进行与加工相平行的工作准备,节省加工时间(图4)。另外,全面满足人体工程学和安全第一的要求,也很重要。2008年初,五个生产车间建成后,Winterhoff机械制造有限公司又向Zayer公司的德国代理(驻地在Erkrath的Iberimex机床有限公司)订购了22000 KCU型加工中心。用了6辆载货车于2008年8月把130吨重的机床零部件运至厂里。事先厂里已打好了地基——考虑到22m长工作台、回转工作台和有待加工的工件等重量,光是工作台的负荷就达到了40吨,所以必然要在能承载的地基和地脚方面下功夫。坐标轴均装有可调的滚动导轨块
用螺钉拧紧淬硬的镶钢导轨,在装配后进行精磨。通过可调整的滚动导轨块,所有坐标轴都具有较高的抗动态变形能力和较小的移动阻力,并能实现较高的快速移动速度。滚动导轨块的预紧,对加工中心精确导向、工作精度及其耐用性贡献很大。在整个背导轨上的塑料涂层和有一定厚度的油膜,起到了很好的减振作用。仅8周公司就完成了加工中心的安装、检验、调试和验收等工作,10月份,新的加工中心就被移交给用户厂使用。该加工中心具有下列特征:- 侧置单立柱式结构。
- 有全自动铣头交换站(图5)。
- 叉形铣头(18000 r/min)。
- 万能铣头(B轴和C轴各360000个分度位置)。
- 直角铣头(360000个分度位置)。
- 卧式主轴(360000个分度位置)。
- 装备有双臂换刀机械手和有80把刀具容量的换刀刀库,(适合用于SK50和HSK刀柄的刀具)。
- 5轴联动加工。
- 无线电测量头。
- 加工行程:X=22000mm,Y=1500 mm和Z=4000 mm。
- 在较大的X工作行程上进行摆动加工,和实现与加工相平行的夹紧作业。
- W—坐标轴,直径为2500 mm的回转工作台(40t有效载荷)。
我们达到小于0.01mm的精度
万能铣头可以无级分度360000个位置,确保空间里既能在前面的C轴,又可在后面的B轴以0.001度这种相当高的精度进行定位。与叉形铣头相比较,45度直角铣头具有一个非常有利的零点偏置——同叉形铣头1320mm的行程相比,直角铣头1600mm的横向行程中仍剩下1550mm的加工行程。主轴的功率为40KW,转速范围为(35~6000)r/min。工作进给速度达6mm/min至15m/min,而快速行程速度达到25m/min。“目前,通过采用Zayer公司新的机床设备,我们能够以一次装夹工件的方式,对22m长、4m高的构件进行综合加工。在这里,不仅非常关键地解决了测量工作,而且还附加有多种功能,例如像叉形铣头在机床上所提供的那些功能。我们达到了小于0.01mm的精度。借助于激光测量仪,我们在10m的加工长度上可以达到仅仅是0.05mm的尺寸偏差”,Winterhoff机械有限公司的负责人David Boetzel先生解释道。