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铝合金结构件加工及铝合金缸盖类零件的加工

2021-05-11

结构件加工


铝合金结构件加工及铝合金缸盖类零件的加工,所用材料均为铝合金,但加工工艺要求大不相同。铝缸体类零件的加工,深度较大,且常采用铣刀加工,因此切削力一般较大,设备选择传统支架式五轴联动机床。但在铝合金结构零件的加工中,无论是压铸还是挤压型材的切削力都远远小于气缸盖的切削力。

那什么设备是合适的呢?哪一种设备在保证加工精度和工艺可靠性的前提下,加工效率、经济好?

我国汽车铝合金零件的加工主要采用内燃机缸盖、变速箱等空腔铸造零件,因此在铝合金零件的加工中多采用以往的工艺设备。结构刚性大,工艺设计可采用高切削量高速铣削加工。机械结构形式多采用五轴联动加工中心,配有支架式工作台。这一典型的机床结构的确有很多优点,但是对于一般铝合金和复合材料结构件的加工来说,有些材料体积较小。

不管是精铸型还是挤压型,车身铝合金结构件大多不需要大量的机械加工,也不需要大量的材料去除,因此,与箱体型零件相比,车身铝合金结构件大多只需少量的机械加工,由于机床的结构刚性要求较高,所以,在满足精度要求的前提下,应尽量减少部件重量,提高速度和自动化程度。

当前Hamuel系列车系的复合CNC主要是对硬质材料叶片进行大切削量加工,其加工精度为0.003mm,Reichenbacher系列多柱形(镗床)CNC偏爱轻质材料加工:零件较大,精度要求不高(一般结构精度不超过0.1mm,重要形状精度要求0.02mm,但尺寸较小),零件附加值(相对缸盖)不高,自动化程度要求较高。

通过模块化柱子设计,可以根据零件和工艺要求灵活组合模块。使用者可选择单柱、双柱或多柱立柱(铣头),也可选择相对配置或同侧配置的台式机型更灵活,还可对全车构造零件进行加工,修正焊接时对车身构造的误差。Audi的Etron铝制车体与保时捷的911采用相同的方案。

应该指出的是,圆柱并非采用传统的镗床结构,而是在圆柱上部加装龙门结构,在圆柱结构上增加刚度,而不会使成本大幅增加。这样,可安装较重的磨头,圆柱的高度也可相应增大。

铣削头可自由摆动,配以垂直转台,与其它3个直线自由度组成5轴联动,也可采用2个自由度,与其它3个直线轴组成5轴联动,可配有多个加工主轴,每个主轴可配有订购的组合工具,节省了更换刀具的时间,也节省了刀库的成本。

全封闭双面数控铣床,采用多通道控制,可以同时加工一个零件的不同部分或两个不同部分。通过优化工艺,空载速度达到80m/min,进一步提高进给速度,加工效率比普通CNC高2倍以上。

转台设计更为灵活,公司具有丰富的车系复合结构CNC开发经验,热衷于各种转台的灵活运用。与柱式结构相配合的工作台可以是联动式或分度式转台,转台转动方式可以是水平或垂直旋转。

主轴端部采用自由度(左右)摆动铣削,而联动式转台采用垂直位置铣削,形成车系组合形式的联动式转台则采用垂直位置铣削,适用于复合材料叶片、涵壳等大型回转体零件。

该结构刚度高,但不适用于汽车轻量化结构件等产品,需改进机床本身,削弱其功能,更适合汽车零部件的生产要求。

转台也可不参与连结,只作为换面或换面之用。这样不但能改变一个部件的位置,还能将多个部件固定在转盘上,成为托盘交换机构,与自动化装卸机器人配合使用,实质上与数控系统组成柔性制造单元(FMC)

竖向分度式转台,转台被垂直放置后分成前后两面,工件可分别固定在两个工作台上。使内部工件在加工时,外部可作好生产准备或机器人自动更换。这种设计在节省生产线空间的同时,也避免了重换托盘系统,非常适合夹持汽车铝合金部件。另外,工件移至加工区域后,由两台铣削设备同时进行加工,每台铣削设备配有三台电动主轴,加工过程无需更换刀具,更换工件时也只需几秒钟的时间,使整个设备的利用率接近。

切割量大,加工时间长(航空铝合金构件较多,汽车构件加工时间较短),无须频繁更换构件。这样,还可以使用带有2个自由叉铣头的翻转工作台,从而构成6年前流行的翻转铣削结构。对小批量、多批次的加工企业而言,这种轻量化的翻板铣削操作简单,零件水平放置,垂直加工,同时还可在另一台台台台处翻动零件,准备去毛刺等生产。机床外边的工作台,自动装卸也很方便。

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