五軸加工中心進行整體加工

要想經(jīng)濟地加工汽輪機和壓縮機的葉片，對機床和刀具都提出很高的要求。Starrag-Heckert公司研制的BX 151 Win-Win五軸加工中心，可以滿足對精度、表面質(zhì)量和降低工件成本提出的高要求（圖2）。用于整體加工汽輪機和壓縮機葉片的五軸加工中心，其機械方案的新穎之處在于主軸向前傾斜。由于回轉(zhuǎn)點位于銑刀頭上，因而在回轉(zhuǎn)運動時就不存在與機座碰撞的危險。因此，其他軸在回轉(zhuǎn)時的補償運動也限制在最小程度。由于需要運動的質(zhì)量極小，因而可以達到很高的加速值。力的切入點緊貼機架工作面。切削分力總是直接被主軸吸收。高剛度的機床結(jié)構(gòu)具有平衡穩(wěn)定性，可減輕回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的負(fù)荷，因而是滿足高精度加工的重要前提條件。

圖2 由于向前傾斜的主軸的回轉(zhuǎn)點位于銑刀頭部位，

因而在回轉(zhuǎn)運動時就不存在與機座碰撞的危險裝有復(fù)合軸承的主軸轉(zhuǎn)速達15000r/min

利用這種加工中心，蒸汽輪機和燃氣輪機的葉片的銑削工作可以在一次性夾緊后完成全套加工（圖3）。對于汽輪機葉片，該加工中心可以用800 mm的中心距加工幾乎所有的葉片部位（流動區(qū)、葉面、進口唇緣和出口唇緣以及葉腳和葉頂部的過渡區(qū)）。葉片端部和葉片根部用標(biāo)準(zhǔn)刀具進行加工。葉片可以直接在加工中心上進行裁切。除了用于加工汽輪機葉片外，該機床還適合于專用的五軸加工，如用于加工銑削量極大的成套旋轉(zhuǎn)部件，單級或多級BLISKS以及結(jié)構(gòu)部件等。

圖3 汽輪機加工和壓縮機葉片上幾乎所有的部位都可以放在同一臺加工中心上進行加工

HSC電機主軸也是Starrag-Heckert公司自行研制的、主軸上裝有復(fù)合軸承、其冷卻裝置以及HSK接口。主軸的異步電機采用矢量控制，功率為27 kW。主軸的最大轉(zhuǎn)數(shù)為15000r/min。由于機床的剛性非常高，因而主軸的潛在功率可以全部發(fā)揮出來，既可達到很高的切削速度，也可以達到大扭矩和高功率。這對提高利用大直徑刀具進行粗加工的經(jīng)濟效益將產(chǎn)生積極的影響。在加工葉片時，高加速度比高速度更重要：0.5g的加速度值對于這種規(guī)格的機床來說是非常引人注目的。這樣它既適合于初步精加工，也適用于最后的精加工。不會產(chǎn)生振動痕。由于主軸的回轉(zhuǎn)運動是圍繞銑刀頭進行的，因而也就無需像別的機床那樣的補償運動了。這樣就提高了加工精度和切削剛度，并可降低回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的負(fù)荷。

所有機床組件相互配合

加工中心裝配有控制裝置Sinumerik 840 D以及與之相匹配的伺服傳動和主傳動裝置。同機床上所有其他組件一樣，伺服傳動和控制裝置以及直接的球螺紋傳動相互間經(jīng)過精密的配合。

圖4 五軸加工中心BX 151 Win-Win的軸線配置

十字滑板和機架安裝在牢固的機座上，機架是牢固地固定在基礎(chǔ)上的（圖4）。機座支承著兩個十字刀架，而機架則以回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的傾斜安裝面引導(dǎo)垂直滑板。機床上安裝有液壓重力平衡裝置，負(fù)責(zé)對所有垂直運動的質(zhì)量進行補償。橫向滑板的驅(qū)動安裝在機架上，位于銑刀頭的中心位置。4條大規(guī)格的直線滑柱導(dǎo)板負(fù)責(zé)橫向滑板無間隙而高精度地滑行，橫向滑板則支承著縱向?qū)к壓涂v向驅(qū)動裝置。環(huán)形驅(qū)動裝置密無間隙，尾座則可縱向移動，工件則夾在二者之間。機床采用剛性結(jié)構(gòu)，具有杰出的減振性能，可以進行穩(wěn)定的切削，過程穩(wěn)定性高，刀具壽命長。工作間的切屑滑板傾斜安裝，可以使切屑以及冷卻劑順暢流動。工件中央站接口符合Starrag-Heckert的托盤系統(tǒng)，與該制造廠家的所有機床全部兼容。刀具架裝刀有單獨的裝刀單元，在加工過程中也可以進行操作。

刀具箱可隨時裝卸

環(huán)形刀具箱裝有換刀器，直接安裝在機床底座的機架旁邊。刀具箱在加工期間可以隨時裝卸。裝料單元為標(biāo)準(zhǔn)配置。其間的行走時間短，換刀時間短，因而從切削到切削之間的時間短。主操作門上裝有安全玻璃，因而操作員在觀察或輸入過程數(shù)據(jù)的同時，也可以觀察到銑削過程（圖5）。

圖5 通過安裝安全玻璃的機器門可以在觀察或輸入過程數(shù)據(jù)的同時觀察銑削過程

加工中心的銑削結(jié)果完全滿足客戶的愿望。用這種新型五軸加工中心，Starrag-Heckert使加工汽輪機葉片的機床系列臻于完善。這樣，現(xiàn)有的SX和HX系列單主軸五軸加工中心也得到了補充。