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加工大型工件的大型设备

来源:国际金属加工商情 发布时间:2021-03-09 756
工业金属加工金属加工金属切削机床金属成型机床模具及冲模焊接设备及工具其他金属材料表面处理测量及控制系统 技术前沿
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总部位于奥地利的 ISW 公司是一家生产大型零件的专业制造商。2019 年,ISW 又在 Fermat 龙门式加工中心里加装了可以移动的回转钻铣头,进一步满足了客户的要求。

对ISW公司的所有者GerhardLimberger先生和StefanLimberger先生两人来讲,精通整个切削加工过程和整个生产加工过程控制是保持企业竞争力至关重要的要素。这家钢铁切削加工企业的创始人GerhardLimberger先生从企业成立之初就把所有的加工工艺步骤都掌握在自己手中——从火焰切割、焊接到去应力退火;从切削加工到喷丸清砂,直至最后的装配。早在2006年,他们就购置了德国某生产厂家设计制造的两台大型6轴加工中心,其X、Y、Z坐标轴上的行程各为10,000、2,100和1,300mm以及16,000、3,100和1,600mm。2009年,在机械加工业出现危机的时期,该公司又购置了两台意大利公司生产的大型镗床,其X轴和Y轴的行程分别为20,000mm和5,500mm,使自己的生产加工能力有了很大提高,更加不受分包商的制约了。


从2016年起GerhardLimberger老先生的儿子StefanLimberger先生开始领导这家有着60余名职工的企业。他也始终坚守了多元化的机床设备配置方案。他说:“广泛的加工能力是我们的最大卖点。在切削加工领域中,几乎没有一家企业能够像我们这样完成大型零件的全部加工。当然,我们在购买机床设备时也非常注意确保质量。在切削加工过程中,我们也常常承受着交货时间的压力。机床设备的故障、停机或者返修加工都会给我们带来无法承受的损失。”


买设备是一件相互信任的事情


当ISW公司在2018年寻找一台合适的加工设备时,他们再次找到了代理商KaiFörster先生。Förster先生是捷克机械工程公司Fermat在德国、奥地利和瑞士的产品销售代理商。


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图1:Fermat公司FGC龙门式机床沿X轴方向的行程为20,000mm,Y轴方向的行程为7,800mm。这台设备有两个移动式的控制室,两套排屑装置,控制系统是Heidenhain公司的TNC640。


与ISW公司一样,Fermat公司是一家拥有650名员工的家族式企业。Fermat公司的重点产品是卧式钻铣床,加工中心、龙门铣和磨床,主要生产厂在布拉格市和布尔诺市,布拉格生产厂主要加工大型机床设备的立柱、床身和工作台,而布尔诺生产厂则负责机床主轴、钻铣头、主轴箱等较小型零件的生产加工和工作台、卧式落地镗底座的装配。全部产品的自制率达到了近80%。


ISW公司访问了Fermat公司在丹麦的客户。这家丹麦客户购买了18台Fermat公司生产制造的镗铣床,用于加工风力发电机的零部件。这次参观给ISW公司留下了深刻的印象,因此,ISW公司决定购买Fermat公司的设备。但Förster先生却不建议StefanLimberger先生购买镗铣床,而是极力推荐多功能的五轴加工中心FGC。


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图2:FGC配备了UHAmiSDHS型CNC数控钻铣头。其技术特色为:自动更换和自动定位(0.001°),连续旋转,液压夹紧,HSK100型刀夹,最高转速4,000min-1,驱动功率46kW,输出扭矩1,500Nm。


占了半个车间的龙门机床


FGC五轴加工中心是专门为大型零件的五面加工而设计的,非常适合在机床设备、航空航天或者能源制造等行业中使用。这台机床的床身材料为灰口铸铁GG30,有着很强的加强筋,极大地提高了床身的刚性和稳定性。龙门架尺寸很大,总重量高达150吨。多功能的FGC龙门铣有着很高的加速性能,最高快进速度高达每分钟40m。


FGC龙门铣床的最大特色就是在一次装夹下就可以完成钻削、铣削、激光淬火和磨削等组合工艺的切削加工任务。移动式钻铣头可以完成最大直径160mm的孔加工任务;钻铣头的垂直行程可达1,000mm;RAM扩展行程可达1,600mm;主轴电机的功率为74kW;无级变速的数控铣削头切削功率为60kW;最大扭矩为2500Nm;利用自动换刀装置可以自动更换铣削头并液压夹紧;KUKA机器人可以在换刀区完成140把刀具的换刀。


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图 3:从左至右:(ISW 公司的)Gerhard Limberger 先生和 Stefan Limberger 先生和 Fermat 公司的 Kai Förster 先生和 Jiri Ferenc 先生在 FGC 加工设备交接仪式上的合影。


可选配置中的万能铣削头可以无级变速,功率为53kW,还有最高转速15,000min-1的CNC数控铣削头。这两种可选配件使得多功能FGC龙门铣也可以加工铝合金和复合材料,保证了尽可能高的加工精度和表面质量。可选的激光淬火装置的最大功率为10kW,可选的CNC磨头最大功率为28kW,这一磨头中也集成了冷却冲洗清洁系统。与磨头配套使用的砂轮直径为650mm,磨削宽度为200mm,可以达到的磨削速度为每秒钟50m。该设备配上回转工作台后可以作为预设的回转轴完成内径和外径车削加工的任务。


短暂的设备调整时间


FGC龙门铣床良好的性价比、较短的设备调整时间打动了StefanLimberger先生的心。这台2019年供货并投产运行的龙门式机床X、Y、Z三个坐标轴方向的运动距离为20,000mm、7,800mm和2,000mm,W轴的运行行程为1,000mm。FGC床身工作台的面积为5,000×20,000mm,立柱之间的间距为6,200mm。这也是Fermat公司迄今为止生产制造的最大龙门式机床设备了。因此,Fermat公司的首席执行官JiriFerenc先生也在设备调试后亲临现场查看设备的加工情况。


ISW公司利用这台FGC龙门铣床加工重量为100吨的大型零件。自动的万能铣头UHAmi的最高转速为4,000min-1。在切削加工期间,铣削头可以独立于机床主轴而自行旋转,旋转360度的时间仅需5秒,运动自如的铣削头确保了更短的切削加工工时。在换刀工位处还有一个通用铣削头可供随时使用。


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图 4:在庞大的 FGC 龙门铣另一侧等待加工的大型零件毛坯。


新厂房提供了更多的发展空间


在过去的两年里,ISW公司投资新建了两个生产车间,将企业的生产面积从原来的11,000平方米扩大到了18,000平方米。几年前,ISW公司就高瞻远瞩的投资购买下了这片土地。新建的生产车间用于安装火焰切割设备、物流仓库、生产准备和成品装配以及大型零件的清洗设备。


“我们对新建车间重新安排了生产加工流程。在Ennschafen工业园的厂区与新建车间有着很好的铁路交通,有利于物流和产品供货。”StefanLimberger先生说。这也使ISW公司有着更好的发展前景。



本文译自德国WerkstattundBetrieb杂志


作者:AndreaJäger


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