五軸加工高燃燒效率蝸輪增壓器

        如果沒(méi)有Turbocam自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)（Taps），大部分的新型轎車(chē)和卡車(chē)都不會(huì)滿(mǎn)足燃油效率和排放標(biāo)準(zhǔn)。那是因?yàn)樵贐arrington, N. H.的工廠(chǎng)是少數(shù)幾家高精度蝸輪增壓器葉輪的供應(yīng)商之一，而對(duì)汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)高精度蝸輪增壓器葉輪是滿(mǎn)足當(dāng)今嚴(yán)格的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵部件。通過(guò)先進(jìn)的五軸加工，Taps每天可以制造數(shù)百個(gè)增壓器，采用實(shí)心鋁材切削，與老式的鑄造增壓器相比，不僅有價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)而且公差精度更高。而且，Taps增壓器成本低于其他加工形式的90%，使得該工廠(chǎng)在這個(gè)一級(jí)市場(chǎng)里取得了不可撼動(dòng)的市場(chǎng)份額。 　　
                                                                          
            1005tapsHussey：Moore通過(guò)協(xié)調(diào)FSP 300x HMCs和它們的控制以使諧波效應(yīng)、振動(dòng)和沖擊最小化
　　與大部分的蝸輪式零件一樣，增壓器是一個(gè)100%五軸加工工件，沒(méi)有任何直切或純圓弧加工。外形輪闊大致為錐形，有大量翼型葉片從輪轂且開(kāi)始沿著圓錐的軸線(xiàn)螺旋輻射開(kāi)來(lái)。在增速器加工期間的每個(gè)加工瞬間，切削路徑沿著所有的加工軸變化，因此每個(gè)軸一直處于加速或減速的模式下，這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重的重力加速度。 
　　在Taps的核心，加工任務(wù)繁重的五軸增壓器加工由四臺(tái)FSP型號(hào)300x的高速加工中心完成，它們是Bridgeport, Conn的Moore Tool Co.的產(chǎn)品。該機(jī)床最引人注目的是固定位置的水平主軸只能沿X和Y軸運(yùn)動(dòng)。只限制主軸在水平方向運(yùn)動(dòng)，并不改變主軸的伸長(zhǎng)，這樣可以提高剛性并在大慣性力時(shí)提高振動(dòng)阻尼，在增壓器的加工中大慣性力是很常見(jiàn)的。 
　　工件臺(tái)的臺(tái)上臺(tái)（table-on-table）旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，在Taps的復(fù)雜輪廓切削期間避免了鉸軸的重心偏移，提高了切削路徑的響應(yīng)和精度。具有水平主軸可以更快的去除切削屑，不用雙掏槽（double cut）。 
　　大型的、鑄鐵的和三點(diǎn)水平式的箱中箱結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了穩(wěn)定性和振動(dòng)的吸收。加工輪廓進(jìn)給率可達(dá)到787 ipm，速度可以達(dá)到1,181 ipm，在五軸模式下加速度可達(dá)653 in./sec2或者1.7 G。 
　　FSP 300s還結(jié)合有高增益，閉環(huán)數(shù)字伺服系統(tǒng)，可以快速定位，高進(jìn)給率和在所有的軸上迅速加速的特點(diǎn)。Moore能夠獲得這樣的優(yōu)勢(shì)是因?yàn)樽プ×藱C(jī)床設(shè)計(jì)的本質(zhì)并且通過(guò)協(xié)調(diào)機(jī)床和控制系統(tǒng)使諧波效應(yīng)、振動(dòng)和沖擊的影響最小化，并使機(jī)床的西門(mén)子Sinumerik 840D控制系統(tǒng)處于正常工作水平。Moore的經(jīng)理Rob Smith 說(shuō)，“低剛性機(jī)床以Taps的速度運(yùn)行時(shí)，在如此高的增益下，控制系統(tǒng)的一定會(huì)變得動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定。”    
                                                                                                  
    Turbocam Parts：在從實(shí)心鋁材加工葉輪時(shí)，使用MooreFSP 300x HMCs在Taps自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中去除超過(guò)50%的重量，并在大約1個(gè)小時(shí)內(nèi)完成葉輪的加工，同時(shí)將容積誤差保持在0.001英寸的范圍內(nèi)。
　　他說(shuō)西門(mén)子的控制系統(tǒng)可以提供高的加工和處理速度以及真正的五軸加工。而且加工過(guò)程中不需要停下任何一個(gè)軸，停軸在復(fù)雜輪廓加工中會(huì)使加工速度大大降低。 
　　840D控制系統(tǒng)可以控制10個(gè)信道，10個(gè)模式群，31根軸。為滿(mǎn)足軸和信道的高需求，NCU的計(jì)算能力和存貯區(qū)域可以擴(kuò)展和合并。這使840D可以在一臺(tái)CNC上連接248個(gè)軸和主軸。 
　　第一臺(tái)應(yīng)用到 Taps中的FSP 300現(xiàn)在加工原型和加工制造的零件是公司體積最大的零件之一，一個(gè)由2618鋁切削成的4英寸的增壓機(jī)。使用Moore設(shè)計(jì)的往復(fù)進(jìn)給裝置，機(jī)床可以無(wú)人看管運(yùn)行，在1個(gè)小時(shí)內(nèi)切除50%的重量并完成增壓機(jī)的加工，同時(shí)容積誤差可達(dá)0.001英寸。 　　     Taps通過(guò)加工一個(gè)10英寸的增壓機(jī)來(lái)驗(yàn)證機(jī)床的品質(zhì)，該加工從實(shí)體開(kāi)始需要7次輪廓切割和7次換刀才能完成。 
   　FSP 300在三小時(shí)內(nèi)完成了加工并且所有的表面滿(mǎn)足尺寸和光潔度要求。這次切割，進(jìn)給率在190到282sfpm，同時(shí)主軸速度在24，000到40，000rpm的范圍內(nèi)。
                                                                                              
      1005TAPSactivearea： Moore FSP 300x HMCs 工件臺(tái)的table-on-table旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)， 在Taps的復(fù)雜輪廓切削過(guò)程中避免了鉸軸的重心偏移，提高了切削路徑的響應(yīng)和精度。
　　Taps工程經(jīng)理Andrew Hussey說(shuō)：“從任何方面來(lái)衡量，這是最快的五軸加工輪廓，F(xiàn)SP 300x性能可以與歐洲最好的五軸加工中心媲美，優(yōu)于我們所見(jiàn)到的任何一臺(tái)美國(guó)制造的CNC。” 
　　由于第一臺(tái)FSP 300的成功，工廠(chǎng)又購(gòu)置了三臺(tái)進(jìn)行同樣的增壓器加工。加工效果非常好，只需要兩名員工就可以對(duì)晝夜不停生產(chǎn)出的產(chǎn)品進(jìn)行人工修整。