德马吉CTX 500 车削加工中心为航空工业的推动力量

国际金属加工网 2017年02月07日

作为欧洲宇航防务集团(EADS)全资子公司, Astrium通过Ariane和Galileo等项目的成功实施已成为全球航空航天工业的领先者。它位于慕尼黑附近的奥托布伦航天运输部正在研发和制造推进器、阀门系统以及航空航天专用设备。

随着Astrium“推进系统和设备”部门(TP部门)的纵向一体化,商业运载火箭阿丽亚娜5号的发动机的核心部件得以完全开发和生产,这些核心部件包括主发动机、上面级发动机以及完整的阀门系统。为实现上述部件的交付,整个生产加工流程需要多年积累的专有技术。

这些机械加工流程和TP机械制造部门使用的机床体现了应用加工技术的高标准。除了诸如电子束焊接或电镀工艺等复杂技术外,还需要采用适合铣削车削、具有几何形状的特殊刀刃槽形进行加工。随着当前多任务加工趋势的发展,一次装夹完成铣车复合加工变得越来越重要。

发动机待加工部件的特性使原本复杂的加工工艺流程变得更加复杂。典型的发动机待加工部件包括难以加工的镍合金、铁合金、钴合金以及钛合金等。所使用的铝合金也因添加铜、银或锆而强度变高,导致难以加工。由于成品部件的几何结构复杂,因此需要购买许多待加工部件来打造精密熔模铸件。而应用诸如真空熔炼铸造型芯等特殊工艺流程会造成极高的材料成本。

完全装配的燃烧室中运用在DMG加工中心加工的部件。

TP部门认识到需要高水平的自动化机床和完善的相关加工流程来生产大、小型部件,并对阿丽亚娜5号火箭的每一个部件使用最新一代加工中心可以节省的开支进行了分析,很快确定了新型切削机床的具体要求。除精度、稳定性和灵活性外,还必须能够进行五面加工五轴联动和圆铣加工,包括编程技术。可以提供高表面质量,尽可能延长机床的使用寿命,用特殊的固定方式对长工件进行精密加工。通过托盘交换系统、零点夹持系统和至少配有180个刀位的刀库等自动化部件来缩短辅助时间和加工时间。需要采用压力高达80 bar的内部冷却液供应系统来提高精密部件的表面质量,并帮助难加工材料的深孔钻加工。能够实现一次装夹完成垂直和水平车削加工。

TP部门决定挑选出一家可满足加工大、小型部件的所有要求,从而简化机床维护维修工作的机床制造商。DMG五轴铣车复合加工中心DMC 125 FD duoBLOCK?和铣削加工中心DMU 70 linear及CTX 500 车削加工中心有效地满足了Astrium的要求,并获得了订单。

在DMC 125 FD duoBLOCK?上试加工由Inconell 718合金制成的底环大获成功,其加工空间在X/Y/Z 轴方向上分别为1250mm、1000mm、1000 mm,是加工奥托布伦工件的理想之选。标准机床的所有参数以及所有选配件均满足了该公司的要求:A轴铣头的直角排列设计是对数控铣车复合工作台的补充,可在负角度的情况下实现五轴联动加工;配置HSK A-100刀柄的一体式电主轴,最高转速达10000 rpm,额定功率为44 kW,确保机床的高性能;生产包由压力分别为40 bar和80 bar的内部冷却液供应装置以及容量为980 l的冷却润滑剂容器组成,确保高效排屑和最优的表面质量;配置双爪换刀机械手的水平换刀装置以及适合铣削和车削刀具的180刀位链式刀库,确保高度的复杂性和灵活性;托盘装夹工作台配置快速车削托盘交换系统,适合承载最大重量为1500 kg的工件,工作台转速最高可达500 rpm,额定功率为35 kW,最高扭矩为5,400 Nm,并配有平衡传感器系统;3-D line control 840D solutionline数控系统具有圆周表面变换功能、SINTDI刀具管理功能,并配置SINDNC程序管理系统和以带摄像头和服务代理的Netservice为特征的软件,为编程、管理、组织和服务领域提供有效支持。

Astrium公司既没有采用特种机床,也没有制定另外的设备规程,而是投资于理想的DMG完整选配包。DMG选配包可提高多任务生产的生产率和精度,它包括精度包、适合车削和铣削刀具的测量探头和混合刀具测量系统、用于机床校准的3D quickSET设备、油雾/乳浊液分离器、用于排屑的冷却鼓风机、停电时所用的安全包等。 随着DMC 125 FD duoBLOCK?的成功运用,Astrium步入了一个崭新的时代。


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