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为风电零部件加工选用正确的刀具

点击次数:  更新时间:2010-03-25 10:57:41  【打印此页】  【关闭

   传统的刀具解决方案往往基于刀具的使用性能出发,但又常常被机床设备、工装夹具及工件自身刚性等因素制约,达不到预想的加工节拍和预期寿命,使得客户在前期生产投入预算与后期的实际加工背离很大,效果不很理想。
    山特维克可乐满工程师在经过长时间的摸索,对机床设备与工装夹具等都有了较高层次的认知,并且熟识被加工件的材质、热处理及系统刚性等特性。通过结合自身刀具的特点,提供给风电零部件加工企业完整的解决方案,使得预期与实际加工相符,从而帮助客户提高效率和产能,并节约成本。
    山特维克可乐满在切削工具技术方面长期居于世界领先地位。先进产品只体现了它一半的内涵。聚集客户的成功,与客户共同成长才是山特维克可乐满业务的核心。山特维克可乐满与机床厂之间有很好的合作关系,对于机床设备性能也有更加深刻的认识,针对于风电零部件的特殊性与机床生产厂进行过很多研讨,使得刀具性能在机床上体现得更加充分。
    与此同时,山特维克可乐满也与领先的风电零部件生产商进行加工工艺的探讨,确定最佳加工工艺。选定何种加工路线和加工方式直接影响到生产效率和总的加工成本。
    1.轮毂
    对于常规的轮毂需加工部位可分为主轴系与叶片孔系两部分。为了得到最优的投入/产出比,建议采用立车与刨台式镗铣术来加工。
    用立车加工回转孔系例来都是最经济、最高效的加工方式,这里也不例外。对于立车接口选配山特维克可乐满模块化快换工具系统Capto,其高强度可保证高效完成内孔、端面等车削。由于在主轴孔的端面位置还会有一些销孔或螺纹孔,为了避免重复装卡,建议选用的立车应带有钻铣功能,其钻铣头通常需带内冷却装置,使得钻孔效率得以保证。
    对于加工叶片与主轴系带角度的轮毂,刨台式镗铣床需要配有专用夹具,此夹具的角度与叶片、轮毂夹角相同,通过自动或手动来旋转叶片位置。这里也需要镗铣床带有内冷,冷却液压力在1Mpa以上,机床转速在2000r/min以上,主要是考虑到一部分较小直径孔的高效加工。对于此类机床功率一般不是问题,最重要的是功率与扭矩的输出曲线是否能满足刀具高效加工需求,如叶片孔一般直径都在1m以上,传统采用粗镗刀方式加工时对机床的扭矩要求很大,但低转速时扭矩输出都很小,为了解决这个矛盾,对于大孔的粗加工最好采用插补铣的方式。
    典型刀具应用:
    CoroMill R390长刃立铣刀在插补铣时进给高达650mm/min,也就是说1m直径的孔在5min内就可以粗铣完毕;
    对于叶片孔的精加工可以选用CoroMill215梦幻铣刀,在保证孔精度的同时获得Ra1.6~3.2μm的表面粗糙度;
    当然效率提升更为明显的在于钻削,对于轮毂来讲通常会有近200个孔需求钻削完成。CoroDrill 880在此序加工中进给可超过400,也就是说1min之内就可以完成一个孔的加工;
    对于面加工先用山特维克可乐满的新产品CoroMill345,八刃设计,更加突出了刀具性价比。
    通过以上几种产品的正确运用,轮毂加工可以提效50%以上。
    2.主轴
    主轴属由长轴式回转件,大多数加工都是卧车上完成。卧车刀具接口选则就多数多样,有四方刀塔(刀方、VDI燕尾槽),双刀板式(刀方、BTS、Capto)等。好马配好鞍,Capto接口以极好的负载能力,10s以内的换刀时间和±0.002mm以内的重复定位精度成为了重型卧车的首选配置。
    粗车时的状况一般都很苛刻,即要求刀尖的抗冲击性好,也要求高的金属去除率,这种情况下可选用圆形刀片来加工。在刀深7~10mm的情况下,进给可达到1.4~3mm/r;
    精车时采用-WMX修光槽型,在保持0.5~0.8mm/r高进给的条件下还可获得小于Ra0.4μm的表面粗糙度;
    山特维克可乐满对于矩型螺纹的加工更为专业,带有导轨定位的266刀片使得加工后牙型变化更小,很容易的保证加工质量。
    除卧车之外,深孔钻床和落地镗铣床对于主轴加工也十分重要。
    加工?80的深孔,通常需要机床有45kW的功率,300l/min的冷却液流量,1.5MPa的冷却压力,1.5kNm的扭矩,满足这种条件,加工4m深孔仅需40min。不再需要镗削即可满足要求。
    对于落地镗铣床冷却及高转速还是必需的,也是为了最大化地发挥CoroDrill 880效率。
    3.回转支承
    车削回转支承内孔、端面、外圆、滚道等都是在立车上完成;对于高效齿加工则是在齿轮铣床上完成;螺栓过孔在立式钻削中心上完成。
    立车的选则这里就不再赘述,着重讲一下铣齿加工。由于风电对回转支承齿精度要求都不严,通常在9~10级就可以满足使用要求,所以齿加工也就可以简化为粗、精铣两步。
    对于粗铣,在机床刚性与夹具刚性较好的情况下可以400以上的进给量来加工。精铣可采用更大的进给量。实践证明,山特维克可乐满的粗、精齿轮铣刀和相应刀片的表现异常优异。
    对于螺纹底孔和螺栓过孔的钻削,建议选用双轴立式钻削中心,配合Corodrill 880浅孔钻可高效完成孔的加工。
    4.底座及齿轮箱体
    这两个部件都是典型的结构件。底座推荐用龙门镗铣床,两次装卡完成加工。齿轮箱体则在大型卧式加工中心上进行钻、镗、铣等。内冷却对提高孔的加工效率十分必要。
    山特维克可乐满针对于不同结构的底座与齿轮箱体都有详细的工艺方案、刀具选型及加工参数。
    5.连接法兰
    该零件加工设备与回转支承类似,但连接法兰的材料多为低碳钢,钻孔时不易断屑。山特维克可乐满选用LM的刀片槽型来加工,良好的断屑性能在用户处已经得到验证。
    6.发电机主轴
    发电机主轴最大的难点在于下线槽的高效铣削。综合考虑机床、效率,分为直槽铣和下线槽成型铣两步,都采用可转位立铣刀的形式,降低了对设备功率和扭矩的要求。
    对于车削还是推荐使用Capto接口的重型卧车。

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