为了满足用户对生产国际机票效率和加工精度的要求,研究人员和设备制造商正在努力突破传统的铣削、钻削、车削、磨削等加工方法的限制。伴随着对传统加工工艺的持续改进和完善,各种新颖的切削crm技术和加工方法也在不断涌现出来。下面介绍一些已经成功应用的现代加工技术,还有许多新的加工方法正在研究开发之中。
激光切割加工
自从激光器在上世saas纪60年代首次问世以来,其种类、尺寸和应用范围一直在不断拓展。目前激光技术和设备的研发重点主要包括:①改善用户友好性和易于操作性;②易于维护保养;③提高“即插即用”能力;④缩小设备体积以应用于医疗和电子行业;⑤提高精度;⑥适应利基生产和大批量生产的柔性能力。 近二十余年来,激光加工技术激光打码机已成为钣金加工中的一个重要组成部分,不断增大的激光功率使生产率获得了大幅度提高。此外,激光加工设备还具有许多各不相同的设计特点。 世界著名激光加工设备制造商Trumpf公司非常重视激光加工设备的多功能性,并且一直向用户提供二维和三维激光切割系统。由于激光加工极具柔性,因此能很好地解决许多企业管激光打标机理者面临的两难抉择——是面向单件小批量加工的“利基市场”还是实施大批量生产?Trumpf公司的三维激光加工系统可以方便地定制为上述两种加工类型中的任何一种。在大批量加工的汽车制造业,该系统被用于汽车车身的精确切割,切口清晰干净,并且不存在热影响区(HAZ)的问题。利用激光的切割能力,可以简化相同型号汽车车身的制造过程。例如,激光加工系统可以在最终生产工序切割出汽车方向盘的位置,无论它是位于车身的左侧还是右侧。用激光切割掉车顶,就可以将一辆轿车变成一辆敞篷车。通过seo增加几个焊接件,就可以将轿车变成皮卡。这样可以减少车身冲压模具和操作工人的数量大大提高生产率,即激光加工系统能够在无需工具的情况下实现柔性制造 Trumpf公司还能为加工车间提供激光切割机和激光折弯机,从而使盒类结构部件的制造更为容易。首先用激光切割机对金属板材进行切割,然后用激光折弯机使工件成型。最新的技术进展则是在钣金加工车间再增设一个激光焊接站。三维激光切割系统在汽车制造业剪板机的另一个应用是切削高强度钢。为了提高汽车零部件的强度和减轻其重量,汽车制造商正越来越多地使用更为强韧的金属材料。但随之而来的问题是这些材料非常难切削,造成刀具磨损率急剧升高,以致采用常规切削工艺无法实现经济性加工。 Trumpf 激光能够轻松而快速地实现复杂切削而无需后续二次加工。开发这种激光加工系统需要解决的一个大问题是误差的累积,其中包括工件的误差、激光系统的误差和工件夹持系统的误差。而工件夹紧问题使事情进一步复杂化,由于工件上没有可用于安折弯机全可靠夹紧的孔,因此需要设计特殊的夹具,以确保工件在加工时不会引起任何变形。 带有五轴运动机械臂的CO2激光加工系shearing machine统已经投入使用,根据工件材料的不同类型和不同厚度,可选用3000~6000W的激光功率。为了达到汽车生产所要求的加工速度,这种激光加工系统集成了一个转台式工件夹持系统,使激光能够稳定地工作。
激光辅助加工
激光辅助加工是人们很久以来就press brake一直在研究的加工技术,现在该技术已开始走出实验室,投入实际应用。在加工时,通过光纤或其它光束传导装置将激光束投射到工件上,正好位于刀具前面。激光产生的热量可使工件软化,使其变得易于切削。该方法可用于难加工材料如铬镍铁合金(Inconel)、镍基高温合金(Waspaloy)或陶瓷等的切削加工。例如,激光辅助加工机床能像切黄油那样轻松地切削陶瓷材料,并且可以获得高质量的加工表面(表面粗糙度可达 Ra0.5μm或更好)。 在激光辅助加工中,可以采用常规的平移门CBN刀具或陶瓷刀具,由于工件材料变得易于切削,因此刀具寿命可以大大延长。 由于用于加热的激光束被紧密聚焦,因此加热的范围仅局限于实际切削区周围。热量将被切屑带走,因此不会因加热而改变材料切削的物理性质。在切削过程中,激光的功率可以调整,以便与被切削工件轮廓相互匹配。激光加热一般使用功率水平为200~500W的半导体激光器或CO2激光器。 激光辅助加工的推广应用存在两个需要解决的问题。一个是技术问题,即在加工之初如何确定切削参数(包括激光的功率和聚焦、切削进给率和切削速度等)。另一个是认识问题,即如何使人们了解激光辅助加工的工作原理和使用方法,使他们相信应用该技术可以带来诸多好处。
水射流/EDM复合加工
MC Machinery Systems公司推出了水晶卷帘门一种独具匠心的加工方法,他们将两种非常规切削工艺——水射流加工(waterjet,俗称“高压水刀”或“水刀”——译注)与放电加工(EDM)组合在一起,作为一个独立的制造单元。这种三菱(Mitsubishi)水射流系统是为与EDM一起加工而专门设计的,具有复合加工功能。该机床的创意是首先用水射流进行粗加工和去除毛坯余量,然后将工件移至EDM上进行最终精加工。实验表明,这种复合加工系统可以将全部加工步骤削减 28%。 现在已能提供2~5轴的系列水射流加工系统,所有机床都是由一台60马力(45kW)的电机提供动力,它能为加工提供压力达60000psi(420MPa)的高压水。 大多数水射流设备制造商都已意识到,当加工制造商卷帘门们充分领略到这种技术的多功能优势后,将会形成一个不断扩大的需求市场。目前还需要进一步提高水射流控制系统的先进性,尤其是机床加工状态诊断技术,包括水泵性能和维修必要性的监测。随着机床可靠性和工作水压的进一步提高,多切削头加工正变得日益普及。目前在整个水射流加工领域,60000psi的水压已较为常见,而采用更高水压的相关技术正在研发过程之中。为此,必须对提高水压对切削速度和机床性能的影响以及加工成本进行研究。此外,易于维护从而能减少加工辅助时间对于新机型的开发也非常重要,而提高水射流切削的表面光洁度则意味着无需对工件表面进行二次精加工。随着超高压水射流技术的发展,加北京展览公司工水压将不断提高,超越现有水平。其它的变化还包括:随着对于超高水压对现有机床零部件性能和寿命的影响有了更多认识,人们将不断改进这些零部件的设计。例如,Jet Edge公司最近推出了在iP60-50增压泵基础上重新设计的超高压增压泵。这种增压泵的体积更小,更容易伺服控制,同时还能延长机床零部件(如密封件和止回阀)的工作寿命,从而可以在不降低水射流系统加工性能的前提下为用户节省加工成本。 虽然水射流加工属于一种比较新的切削技术,但它现在已被看作是一种“主流”工艺,并且正在迅速扩张,打入传统的金属切削市场。更重要的是,水射流和磨料水射流加工正在突破传统的金属切削加工领域,开始进入其它加工领域,展览公司包括用于切割建筑材料(如石材、瓷砖等)、软材料(如垫片、织物等)以及食品等。随着水射流技术的发展,加工水压将会继续提高,从而可以在每个工作台上安装更多的切削头,生产效率也将大幅度提高。 在不久的将来,可能实现在切削头上集成更多的运动控制,使机床具有更大的加工柔性,从而可以完成如今需要多台机床或多次安装才能完成的切削工作。可以预见,今后对将水射流、磨料射流切削头以及等离子体、激光等其它切削工艺集于一体的多任务加工系统的市场需求将日益增加。此外,采用STEP技术编程语言对软件开发平台进行升级换代也值得期待。
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