独家报道 I 五轴数控加工技术是如何改变汽车、航空制造的?

 

数控机床完成加工过程具有普通机床不可比拟的特点,如大幅度提高生产率、具有更高的加工精度和自动化程度等,随着汽车、航天、航空、国防等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用,对数控机床加工要求越来越高。目前,数控机床的发展日新月异,高速化、高精度化、复合化、智能化已成为数控机床发展的趋势和方向。

 

我国作为一个制造大国,数控产业与发达国家还存在一定的差距,高速度、高精度、高表面质量的五轴数控机床作为发达国家已经比较普及的设备,这几年正快速在中国市场发展。

五轴数控加工技术发展到今天,其加工质量、效率及稳定性,可以充分满足产品生产的要求。

其加工产品也广泛应用于轨道交通、航空航天、汽车、模具、风电、新能源、新材料等不同行业领域中,其中汽车和航空是一个重要的板块。

 

五轴联动机床制造的产品是如何实现在汽车和航空领域的广泛应用,我们一起去了解下!

 

汽车篇

在汽车加工领域,作为高端五轴数控加工中心的领先制造企业,意特利科技曾为奔驰、宝马、大众、奥迪等知名汽车品牌提供加工设备,拥有成熟的汽车加工解决方案。

模具部分

汽车车身钣金件许多都需要冲压模,而且由于需要配件配合拼接,对精度要求较高。在传统模具加工当中,普遍采用的是三轴加工中心来完成工件的铣削加工。而升级为五轴,一方面可以减少成本,另一方面可以提高加工精度。
五轴是减少成本的选择  

①   一次装夹,多面加工:加工时不会发生干涉,一次装夹既可以完成加工,又避免了多次装夹所带来的重复定位误差。不仅使时间缩短,在安装工件时需要的工装夹具的大额费用也得到了节约。
②   减少设备投资成本:减少车间占地以及车间数量。一台五轴即具有车,铣,钻,磨等多种工艺。工程集约式生产仅需要前期的等待调试时间,只需要导入毛坯数据就可以完成编程,也能够大大缩短前期准备。

大灯模具图


五轴加工精度更高  

①  对深腔模具的加工

加工深腔时,三轴加工中心须加长刀柄和刀具,但利用五轴加工中心可以通过工件或主轴头的附加回转和摆动,使刀具长度得到适当地缩短,从而杜绝刀具同刀杆以及型腔壁之间产生碰撞现象的发生,减少加工时刀具的抖动与破损,刀具的使用寿命得到延长,模具的表面质量和加工效率也大大提高。

②  模具侧壁的加工

侧壁加工时,三轴加工中心刀具长度要比侧壁深度大,增加刀具的长度强度会明显降低,若刀具长度高于3 倍径,让刀现象导致质量将难以保证。五轴加工中心则能利用主轴或工件的摆动,使刀具与模具侧壁始终呈现出垂直的状态,提高工件质量并延长刀具的使用寿命。

③  模具较平的曲面加工

较平曲面加工时,三轴加工中心需用球刀精铣增加刀路,但球头刀刀具的中心旋转线速几乎为零,在模具加工时对刀具损伤的程度较大,使用寿命会急剧下降,表面质量也会变差。应用五轴加工中心可以成一定的角度再进行加工,增加相对线速,不但提高刀具使用寿命,工件表面质量也会大幅提高。

保险杠模具图

意特利的TITAN-B五轴模具加工中心,使用德国原装五轴头与主轴,机器结构为双电机双丝杠结构,能胜任模具钢,不锈钢等材质的精细的模具加工。

 

TITAN-B系列

车体部分

轻量化已成为世界汽车发展的趋势。铝的密度约为钢的1/3,铝代替钢制造汽车,可使整车重量减轻30%~40%,车身轻巧可让汽车的速度和操控能力得到大幅提升,高强度的铝合金还能带来更高的安全性能

意特利PROFILE系列,专注加工铝型材,铝板材,铝合金的加工,加工行程长度可达60m,加工车身时可以一边加工一边装卸,大大节省了加工时间。

 

PROFILE系列

 

发动机部分

汽车发动机是为汽车提供动力的装置,是汽车的心脏,决定着汽车的动力性、经济性、稳定性和环保性

以发动机叶轮为例,它是汽车排量后缀“T”的核心部件,其作用是以高速旋转,往发动机气缸上喷气增压让发动机产生更大动力。

发动机叶轮

气缸体是发动机的外壳及装配基础,一般采用优质合金铸铁或铝合金制成,气缸壁应具有有效较高的加工精度和较低的表面粗糙度。

发动机气缸

由于需要加工的部分加工量大且相同的数量多,意特利SKY立卧转换系列可以根据结构进行加工区域划分,通过系统设置转台转动角度和铣头角度的方式,一次装夹进行多点加工

 

SKY立卧转换系列

汽车工业是一个庞大的社会经济系统工程,不同于普通产品,汽车产品是一个高度综合的最终产品。意特利完善的五轴加工系列也将助力汽车工业的进一步发展。

 

航空篇

在航空航天加工领域,从大尺寸的飞机外壳到核心高强度的发动机机匣,都少不了五轴加工的身影。

 

机身及机翼部分

机体结构通常由大梁、桁条,隔框和蒙皮等组成,尺寸都较大,特别是蒙皮具有弧度

飞机结构合金薄壁型材&上翼面结构

意特利的GRANDE系列大型龙门五轴加工中心加工行程可达宽8m,高4.5m,长80m,常见的飞机机身均可一次装夹后进行整体蒙皮的铣、攻等工艺,大大提高了加工效率与精度。

 

GRANDE系列

翼肋,隔框这种需要深挖、加工量大的工件,加工中会产生大量的废屑并且单件加工时间长。

飞机结构翼肋&飞机结构隔框

意特利的SAKER翻板铣系列,将工作台垂直地面,并可以自动更换加工台。不仅节省了装夹时间,而且废屑直接落下,不会因为堆积造成清理中的时间浪费与加工障碍。

 

SAKER系列

 

机内结构

机内如航空座椅,行李架等结构,需要进行大量的攻丝,镗孔,铣等工艺

飞机行李舱&飞机座椅结构

意特利的TITAN系列桥式五轴加工中心,每个工艺过程中可以自动换刀,在大量加工的基础上依旧保持高效率。

 

TITAN系列

发动机机匣

发动机机匣通常采用加工困难的原材料制成,如钛合金和高温合金。在对发动机机匣进行外形铣削时,不稳定的零件、较长的加工节拍和难加工材料都是挑战。

飞机发动机机匣

意特利SKY系列特意为发动机机匣设计,使用立卧转换头加转台的形式,根据机匣零件结构进行加工区域划分,通过系统设置转台转动角度和铣头角度的方式,提高加工精度与效率。

 

SKY立卧转换系列

机器的精密程度,决定了一个国家的工业精度,数控加工技术的进步,正是我国从制造大国向制造强国转变的必经之路。五轴联动数控机床代表了世界机床制造业的高境界,意特利科技始终走在高端五轴技术的前沿领域,相信未来还将带给我们更多创新技术,共同推进行业进步!