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大尺寸的滾動軸承，保證了重載荷圓工作臺與靜壓軸承控制的圓工作臺可比較的精度

合理加工最大重量達(dá)60?t且小批量的精密部件，奧地利機(jī)械工程公司——Fill面對這樣的任務(wù)，與大型機(jī)械設(shè)備專家SHW共同研發(fā)出一臺萬能龍門銑床，新研發(fā)的這臺龍門銑床可精密和高效率加工噸級重量的工件，龍門銑床的核心部件是類似于一個(gè)無需維護(hù)的定位工作臺，由Fibro公司提供的這臺定位工作臺是通過大尺寸的滾動軸承控制的。

Fill零件加工團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Guenter Redhammer對SHW公司的Power Bridge的設(shè)計(jì)方案瞬間表現(xiàn)得歡欣鼓舞：超過21?m長的龍門銑床裝備有長方形結(jié)構(gòu)的萬能銑頭，第2個(gè)加工床鞍，隨動刀具機(jī)器人和操作臺以及同步刀具和自動銑頭變換裝置，這種配置的龍門銑床使單件加工成為可能，并具有裝備時(shí)間短和精密的加工效果。

裝備時(shí)間僅需要幾分鐘

新的設(shè)計(jì)方案取代了起重機(jī)將噸級重量的零件放置在機(jī)床上和在機(jī)床上安裝用于矯正的測量表，這些繁重緊張的工作往往需要多個(gè)小時(shí)。新的設(shè)計(jì)方案優(yōu)勢是，在主加工時(shí)間內(nèi)，噸級重量的零件已同時(shí)被放置在機(jī)床之外的工件托盤上，由此，僅需很少的幾分鐘便實(shí)現(xiàn)了重載荷工件的換裝。借助于一個(gè)零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)，幾分鐘之內(nèi)便可將工件換裝到Fibromax重載荷定位工作臺上。Redhammer說道：“作為大型零件的單件加工者，機(jī)床的輔助時(shí)間對于我們很重要，零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)與定位工作臺成功實(shí)現(xiàn)了組合，當(dāng)托盤夾緊時(shí)，我們用按鍵將工件移動到一個(gè)側(cè)面，然后另外一個(gè)工件做準(zhǔn)備，緊接著圓工作臺與工件精確對準(zhǔn)，這時(shí)開始準(zhǔn)備銑加工。”

圖1 重載荷定位臺Fibromax有一個(gè)大的軸承直徑，根據(jù)所設(shè)計(jì)的制造結(jié)構(gòu)尺寸，其運(yùn)輸載荷可達(dá)400?t

基于Fill對于本公司的Sycromill加工中心、帶有回轉(zhuǎn)床鞍的立柱移動式機(jī)床和Fibro的圓形工作臺的豐富經(jīng)驗(yàn)，也決定選擇配備Power Bridge。“我相信，圓工作臺可運(yùn)轉(zhuǎn)10～15年，實(shí)際在Fibro就是這樣的。”Redhammer強(qiáng)調(diào)說道。

與靜壓軸承控制的圓工作臺相比，Redhammer對滾動軸承控制的Fibromax評價(jià)更高。另外，重載荷工作臺的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，近而投資費(fèi)用也會變低。“圓工作臺無需潤滑，無需維護(hù)費(fèi)用。沒有真正維護(hù)工作、沒有停車時(shí)間、沒有供給油和過濾器的費(fèi)用，盡管非對稱的夾緊，其精度遠(yuǎn)超出所要求的數(shù)值。”

同軸度達(dá)0.005?mm

為了避免在非對中上料時(shí)出現(xiàn)擺動誤差，我們將加工工件的尺寸設(shè)計(jì)稍微大于圓工作臺。根據(jù)測試記錄運(yùn)輸負(fù)荷60?t的Fibromax SLR 17的同軸度和平面度達(dá)到了0.005?mm，其分度精度為±1.7。“根據(jù)客戶的需求，我們有能力達(dá)到更高的精度，盡管不采用靜壓控制，圓工作臺也可以實(shí)現(xiàn)，質(zhì)量方面已經(jīng)達(dá)到了，但是費(fèi)用方面具有明顯的區(qū)別優(yōu)勢。”Redhammer強(qiáng)調(diào)說道。

圖2 在龍門銑床的底座上涉及到兩個(gè)相互獨(dú)立的機(jī)床，一個(gè)在圓工作臺上加工，另一個(gè)在長型床身上

憑借其高剛性和最佳的力線，NC圓工作臺專為重負(fù)荷的柔性定位而設(shè)計(jì)。新版Fibromax 2.0有4種結(jié)構(gòu)形式可以選擇，其直徑分別是1250?mm、1800?mm、2500?mm和3200?mm，運(yùn)輸載荷分別為25?t、50?t、100?t和400?t。一個(gè)大尺寸且無需維護(hù)的滾動軸承不僅可承受XXL圓工作臺的徑向力也可以承受軸向力。另外，液壓控制的分度盤夾緊提高了在定位狀態(tài)的切向力矩，減輕了傳動箱的負(fù)荷。

相反，靜壓軸承控制的圓工作臺，這個(gè)分度盤在每次循環(huán)時(shí)會提高，F(xiàn)ibromax無需液壓設(shè)備和冷卻。滾動軸承可承受徑向力，可靠性高，不會發(fā)生熱變形的危險(xiǎn)。如果突然出現(xiàn)斷電情況，軸承可不受限制地保持其功能，通過與無間隙的Twin Drive傳動連接，圓工作臺附加圓周銑削和同時(shí)多軸加工的可能性。

不依賴配套供應(yīng)商

Fill決定采用新的機(jī)床設(shè)計(jì)方案。一方面原因是，在立柱移動式機(jī)床基礎(chǔ)底座加工時(shí)，總會出現(xiàn)幾何形狀的誤差;另一方面原因是要提高加工效率。如果大型部件讓配套供應(yīng)商加工，供貨時(shí)間會很長。所以，我們不依賴外部供應(yīng)商。“正常情況下，我們的生產(chǎn)周期是4～6周，這樣的大型部件在市場上沒有供應(yīng)，我們必須自力更生。”Fill總裁Wolfgang Rathner強(qiáng)調(diào)說道，“現(xiàn)今的發(fā)展對我們提出了更高的要求，因?yàn)槲覀兘?jīng)常接到供貨期非常短的合同。”

圖3 在主加工時(shí)間內(nèi)，噸級重量的零件已同時(shí)在機(jī)床之外的工件托盤——圓工作臺上夾緊，幾秒鐘內(nèi)精確對準(zhǔn)

大型的龍門銑床在市場上很少， 雖然靜壓控制的機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)我們所要求的精度，但其成本幾乎不可想象。為什么Fill自己不能生產(chǎn)呢?“我們生產(chǎn)過小型的龍門銑床，比如Syncromill，我們擁有在機(jī)床制造、電器技術(shù)、機(jī)電一體化方面的制造經(jīng)驗(yàn)。”Rathner說道。在這期間，SHW公司已經(jīng)設(shè)計(jì)出XXL萬能龍門銑床的第一方案，我們共同修整了可滿足柔性加工特殊要求的方案，并對高質(zhì)量、效率、精度和敏感的價(jià)格問題提出了要求。其中關(guān)鍵部件，如床鞍、主軸單元、銑頭和齒條傳動裝置由SHW提供，這些要基于他們的Uni-Force立柱移動式機(jī)床并適應(yīng)用于Power Bridge。將立柱移動式機(jī)床所具有的切削效率、精度、生產(chǎn)率、可靠性和柔性化的優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)換到龍門銑床上，F(xiàn)ibro的重載荷圓工作臺使這個(gè)方案更加完善。

“這臺龍門銑床適用于重載荷的機(jī)床制造，它實(shí)現(xiàn)了在落地臺上重載荷達(dá)300?t，旋轉(zhuǎn)工作臺上達(dá)60?t，且具有高精度和高效率，在我們恒溫的車間內(nèi)加工精度達(dá)到微米級范圍內(nèi)，還實(shí)現(xiàn)了短的供貨時(shí)間，這在以前都是不可能實(shí)現(xiàn)的。”Rathner說道。