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[分享] 为风电零部件加工选用正确的刀具

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发表于 2010-11-16 21:21:21 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏常州

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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。
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http://www.newmaker.com/nmsc/u/2010/20102/art_img/20102241193513228.jpg
+ ?/ i; m: N5 I9 R图1 典型风机结构示意图
1.轮毂
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) P# |7 ^9 K6 ~9 F$ Z0 _4 l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。 " \8 V, E7 l' C) r6 a6 j6 H3 g

) c) ^  b# Z4 ]! [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。
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) R9 j" |8 `, {! Z( w+ K& a5 i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。 8 |% s) k0 L- }' X

6 w: n6 a4 b" q% q典型刀具应用:
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  _2 r& V+ |0 |2 cCoroMill 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; $ G' S' c2 Q: L- ^$ k

* J2 k3 }  s5 p/ C+ B$ C" n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;

9 N8 i2 A5 Q) g- ~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; ) s& c+ {+ N6 ^/ x3 H: |5 O$ I* w0 c

5 S* ~4 [* _: M) v5 P0 A( ~% e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。
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, {% d. k7 W% V8 l8 i7 G通过以上几种产品的正确运用,轮毂加工可以提效50%以上。 * C  N3 ]- e1 {8 e$ ]4 U# R
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2.主轴 : j, I3 ]( v; l" I9 i" L% E
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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。

; Z& x5 ?! Q3 C" ^& s) m, r' A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;
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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;
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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。 , n' O: _, T. f9 G
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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。
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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。

2 e8 p! r- Q9 |- w& z3.回转支承 . O" _  @( v# G; n# G+ X
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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。
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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。 ) |/ n: A0 ?6 G3 J
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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。
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7 t' ^& G4 z7 X( }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。 / I) [9 o/ T: o! t: A! v

# S. s, t( t7 o7 J3 S, h# u4.底座及齿轮箱体
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! }+ y  P: `) p' D, J1 D3 X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。
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7 |2 p2 H$ o8 n9 T5.连接法兰 % h# y& S; \1 F5 I
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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。
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6.发电机主轴
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% U9 J- Q1 X2 _: c4 p% w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。 ! J4 F; U: Z8 |/ g8 n( y9 n0 l

4 B$ \$ s8 j) [对于车削还是推荐使用Capto接口的重型卧车。
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