影响立式加工中心高速切削的因素!

国际金属加工网 2018年03月23日

随着加工制作业的持续发展,一些高度复杂的曲面工件和多工序加工工件已经司空见惯,并且其精细化加工要求也原来越高。对其最终加工精度的要求和表面质量动辄都在0.01mm甚至更高。这类工件通过传统加工机床进行加工很难很好的完成。特别是复杂曲面工件,因传统加工设备是通过手工操控,根本无法进行高精度的曲线走位因而也就无法加工;对于多工序工件的加工,只能说是勉强胜任。不过加工效率是很低下的。

我们知道,多工序工件在普通加工设备上进行传统加工,需要在几台甚至十几台不同的加工机床上流转进行,多次装夹找正和等待加工将耗费大量的非加工时间,因而加工效率很难提升。为了打破这种加工局限,立式加工中心得到批量应用也就不足为奇了。原因在于这种加工机床不仅是由CNC数控系统控制,而且还配置有刀库及自动换刀装置,通过这些先进功能部件的控制,可以实现高度自动化和复合集中加工的能力。因而是高度复杂工件和多工序加工工件进行高精、高效加工的主力生产设备。笔者就多年从事一线加工的经验,简单介绍一下,影响立式加工中心工件高速切削的几个重要方面,希望能带给大家一点启示。

对高度复杂曲面和多工序工件进行高效率的精细化加工,是立式加工中心最为主要的加工特性。这种加工设备除了因配置有刀库及自动换刀装置,使得机床可以进行工件各加工刀具的自动更换以外,还具有高速加工的特点。其主轴转速一般都在8000转每分钟有些机型甚至达到了几万转,进给系统的快移速度更是达到了24米每分钟以上。这些优秀的机床属性为工件进行高速切削奠定了基础。不过,高速切削不同于普通切削,对工件最终的加工精度和表面质量影响因素很多。归纳起来主要有机床方面的因素、刀具因素、工艺系统方面的因素、加工工艺因素及工件自身因素等几个重要方面,我们着重看一下几个较为典型的因素。

一、机床方面的因素

我们所说的工件高速切削是指在保证工件加工精度的前提下完成的高效率加工。当然,机床具有高速切削性能是实现工件高速切削的必要条件。前面我们说过,立式加工中心具有这种高速加工的特点。

总体上来说,实现这种加工形式机床方面需要具有下面几个:

1、具有较高转速的主轴及进给系统

立式加工中心最为核心的部件是主轴和进给系统,主轴系统的回转精度和回转速度是保证工件高速切削的关键,这就要求所配置的主轴系统要结构紧凑、重量轻、刚性强、惯性极小以及相应特性好等几个关键指标。

进给系统方面也和主轴的要求一样在保证高速进给的同时,还要保证机床的定位精度和重复定位精度要达到机床设定的参数要求。

2、较为灵活的润滑及冷却方式

机床主轴高速运转势必会产生大量的高温,为了不使高温对主轴系统造成变形,润滑和冷却就是非常重要的一环,一般情况下对于长期运行在高转速状态的立式加工中心主轴我们一般采用加装油冷机的方式进行冷却。润滑方面一般采用封闭油浸式,通过这两种手段可以确保机床主轴高速运行时的精度。

二、刀具方面的因素

刀具是直接作用于工件上的部件,它的优劣直接关系立式加工中心高速切削的正常与否。除了几何参数的选择要合理以外,刀具的材质是其关键的因素。

一般来说,适合工件高速切削的刀具材料要具备一下几点:

一是所使用的刀具要具有较高的耐磨性,只有这样才能保证刀具在高速切削中,不易形成锯齿形和厚度变化的断续切屑,有效防止刀具的动平衡性破坏,而导致刀具加速磨损。

二是要有较高的硬度和韧性,同时满足这两条才能承受刀具高速回转所产生的冲击和振动,不发生崩刃和断裂现象。

三、加工工艺方面的因素

我们知道,立式加工中心是通过执行工件的加工程序来完成其加工任务的。数控加工程序编制的优劣直接影响高速切削时工件最终的加工精度和加工效率。而加工程序编制的关键是工件工艺处理的选择。切削工艺主要包括适合高速切削的工艺路线、下刀方式、走刀路线、优化的高速加工参数以及充分冷却润滑的方式等。

高速切削的刀具轨迹原则上多采用分层环切加工,一般使用斜线轨迹进刀方式,直接垂直向下进刀极易出现崩刃等现象,因此不宜采用;斜线轨迹进刀方式的铣削力是逐渐增大的,因此对刀具和立式加工中心主轴的冲击比垂直下刀小,可明显减少下刀崩刃的现象。

机加工人,对于台湾28大立式加工中心企业你都知道吗?

(排名不分先后)

(1)台湾友嘉实业股份有限公司

友嘉集团(FFG)创立于1979年,以诚信负责、永续经营的理念为创业宗旨,以技术领先、质量第一、追求卓越的精神成立3个事业群:(1)工具机事业群。(2)产业设备事业群。(3)绿能事业群。

友嘉集团之工具机事业部成立于1985年,开始是以生产传统的带锯床及磨床为主。因洞察未来工具机业的发展将朝向高度自动化、无人化趋势发展,遂于同年投入先进的CNC系列产品的开发工作,开始以自创的 FEELER 品牌营销海内外。1986年首先完成第一台国内最先进的动柱型立式综合加工中心并受到极高的评价;之后并接着进行CNC计算机数值控制车床系列的开发。目前在工具机事业群部分,总共有39个工具机品牌,52个生产基地,并且分布在全球十大机械制造国,包括有台湾、美国、中国、德国、日本与意大利等,为全球最大立式加工机械制造商集团。

(2)台湾东台精机股份有限公司

东台集团旗下成员包含东台精机、荣田精机、哗泰精机、亚太菁英、PCI及ANGER MACHINING公司,是全球性的工具机集团。我们以提供客户全方位解决方案为核心价值,产品包含立/卧式加工机、立/卧式数控车床、复合式加工机、传送加工中心机、积层制造设备、PCB加工机等,服务产业涵盖汽车航天、电子医疗、家电、模具及面板等产业,特别在汽车及航天产业中,东台集团具有相当丰富的交钥匙经验与亮眼的成绩,深受客户信赖。

集团秉持不断创新的经营理念,除了产品遍布全球各个角落,也是知名企业所指定的合作伙伴。东台以深厚的技术基底提供客户最佳解决方案,替客户创造利益,当各产业的最佳推手,是客户成就梦想的最佳伙伴!

(3)台湾永进机械工业股份有限公司

永进机械工业股份有限公司创立于1954年,累积超过五十年工具机专业制造技术,为台湾第一家荣获商品检验标准局颁发ISO-9001品保系统认证的工具机制造厂。永进具有独立设计、制造机床的能力,有先进的设计中心、铸造厂、加工厂、检测中心和两个装配厂。公司拥有各种工作母机、FMS、通用设备600多台套,产品从原材料到成品有一整套完整的内部科学管理程序,品质上更是精益求精。公司的主要产品有:立式加工中心机、卧式加工中心机、立卧复合加工中心机、龙门加工中心机、数据车床、数控铣床等及以上各种机床的附件、零部件,并提供完善的售前售后服务。

(4)台湾台中精机集团

台中精机成立于1954年,以所谓『黑手业』的传统工作母机起家,本着「一地研发、两地生产、全球营销」的经营策略,建立起两岸七大制造基地,全球八大营销服务中心版图。从传统走向高科技精密产业,秉持质量至上、服务第一理念,迈向「华人圈精密机械第一品牌」。目前已投产VF60T~260T、VP-350T~1600T注塑机,小型立式机,电动机,初期配合信息电子产业的发展,锁定台资及外资企业,日后并将把产品线拓展至一般市场。为扩大营销服务网,提供顾客最佳的售服,目前于广州、东莞、厦门、上海、中山、宁波、武汉、成都及苏州等设立分公司及办事处。

(5)台湾百德机械股份有限公司

百德机械股份有限公司于1991年所创立,以品质(QUALITY)与服务(SERVICE)为宗旨不断发展。百德机械藉由自创品牌与制造代工(OEM/ODM),整合强而有力的供应链与稳健的经销网络,发展出独特新颖的机械科技与全球性布局。百德致力于员工的职能训练与发展,创造高标竿生产力与品质,使百德在全球工具机产业中占有领先竞争优势。

(6)台湾丽驰科技股份有限公司

丽驰科技股份有限公司生产制造加工中心,数控机床,精密机械与超音波加工机。自成立后全力投入 CNC 工具机研发制造,主要的产品有立式加工中心、卧式加工中心、数控车床、钻孔攻牙机、五轴加工中心、车铣复合机与精密搪床。主要的客户群为精密模具业、汽机车业、电子通讯业、精密零件加工业与航空航天业等。丽驰1994 年开始生产立式加工中心机,2010 年投入立式单摇臂五轴加工与超音波加工机的开发。

(7)台湾杨铁精密股份有限公司

台湾杨铁精密股份有限公司是一家是集设计、开发、制造与供应于一身的CNC工具机制造公司,有着60年以上的精密机械制造经验技术,并持续开发出享誉国际市场的顶尖工具机设备。杨铁采用创新方法,发展并运用最新机械制造研发技术,设计机械市场上最精密、最稳定的CNC工具机,每台机器均以提供客户无可比拟的高精准与高可靠度为设计宗旨。杨铁公司不但能顺应客户需求开发、制造、供应、安装,也为所有售出产品提供完整而贴心的售前售后制造技术支持及教育训练支持。

(8)台湾益全机械工业股份有限公司

益全机械工业股份有限公司创立于1972年3月,致力于研发最专业且创新的加工中心机。产品涵盖五轴加工中心机、龙门加工中心机、卧式加工中心机与立式加工中心机。秉持着40年研发与制造经验,益全机械拥有最完善的设备,可严密地掌控机器品质。为了符合广大客户的需求,在技术研发投入了大量的心血与资金,公司业绩与产品的品质不断提升。多年来于国际市场深深获得好评并荣获多项品质认证,足迹遍布全球30余国,目前市场范围遍及欧洲、美洲、亚洲及澳洲等先进国家。

(9)台湾亚威机电股份有限公司

亚崴机电股份有限公司成立于 1986 年,为台湾地区最具规模的专业 CNC 加工中心机制造厂商之一,行程范围分布自 510 mm 至 20000 mm。产品线涵盖五轴、五面、立式、卧式等各型加工机,尤其在大型龙门机方面更是广受全球市场所肯定,享有“龙门世家”之美誉。亚崴的主力产品线,从十五年前仅是龙门机,主要市场集中在两岸的汽车模具业;近年来,渐渐发展出立式加工机、卧式加工机、高速机、大型五轴机;主要市场也逐步扩大至北美市场、韩国、西班牙、义大利、德国等等。

(10)台湾协鸿工业股份有限公司

协鸿工业股份有限公司创立于1965年,加工中心机年产量可达2000台。拥有精密CNC加工设备80台,并拥有各种先进的量测设备及仪器,提供最完整的检测、产品验证与质量保证。经过不断的技术提升及经营管理,已是台湾最大的“加工中心机”制造厂,也是全台湾最大的工具机出口厂商。协鸿在全球航空、航天业,风力、能源产业,汽车、电子、面板等相关产业,皆扮有举足轻重的地位。

(11)台湾高锋工业股份有限公司

高锋工业自1968年创立以来,一路随着台湾机械业成长,从生产各式传统铣床到现今立式/卧式/龙门等各式综合加工机系列齐全。高锋多年来不断创新研发并致力于品质及技术提升,采用模组化的设计及配合CAD/CAM,满足客户多样化的需求,并大幅提升开发效率。坚强的电控研发能力,使得机台可搭配各先进厂牌之电脑,及各种PC-BASE控制器,为使技术提升并积极的与国内外研究机构合作。在机台结构,功能开发、及控制软体方面均获得良好的成效。未来预计进行型马达加工机之开发,及投入卧式综合加工机之开发,为客户提供更高品质、更高速化之机型,以满足客户需求。

(12)台湾乔崴进科技股份有限公司

乔崴进科技股份有限公司成立于1999年,经营团队拥有多年的数值控制工具机(CNC工具机)研发、设计、制造生产、质量管理、销售及服务等专业经验,创立以来主要以提供客户物超所值的高精度龙门加工中心为主要产品。为满足市场需求乔崴进将逐步开发龙门系列产品(立式/五面/五轴、定梁/动梁、硬轨/线轨 ),并以宽广深远的世界世观(Vision Wide)及『求真、创造、分享』的经营理念,持续结合优秀人才共同建立专业化、国际化的一流团队,以实现『追求完美效益,建立行业典范』的愿景。

(13)台湾崴立机电股份有限公司

台湾崴立机电股份有限公司拥有30多年「自动化设备」的丰富经验,总部设立于新竹唐荣科技园区,另于中科后里园区设立崴立机电中科分公司,在大陆常熟设立崴立机电苏州公司。崴立共有三个厂区,分别提供各种优良的工具机到台湾、大陆与全世界各国市场。目前有七大系列产品成功上市,包括立式加工机、卧式加工机、高速加工机、大型龙门加工机、大型龙门五面加工机、龙门五轴加工机、大型立式车铣复合机等优良工具机,其大型立式车铣复合加工机曾获2011年台湾工具机研发创新竞赛特优奖。

(14)台湾艾格玛科技股份有限公司

艾格玛科技股份有限公司是专业的的CNC立式加工中心机制造厂,陆陆续续推出硬轨及线轨VMC-106/137/158/199/229//A-8/A-10/ AM-1000等机种,同时在创业初期亦与日本OEM技术合作并接受委托生产外销日本,因此更加深耕组装与折花制程的核心技术,并深获客户的赞誉及同业一致的口碑,也奠定了台湾工具机业界此一领域的领导地位。

(15)台湾凯柏精密机械股份有限公司

自2003年凯柏精密机械股份有限公司创立以来,凯柏团队始终秉持对于质量的坚持,精准地满足客户需求,提升使用者信心度,成为客户最值得信赖的支持伙伴。创立至今,凯柏公司出品全球近10,000台各式加工机,累积超过约5,000家客户,座落在世界的顶尖超级工厂之中,包含了3C、汽机车、航天与水利等高端产业。凯柏专注在研发与生产「中高阶」以上数控工具机,并将产品规划出数种产品线齐全的配置,成为服务精准迅速的中型规模工具机制造厂。全球重要机械生产国与重要科技大厂,都可找得到凯柏出品的工作母机。其中,凯柏立式加工中心机与CNC 车床通过了英国TRL CE、Amtri Veritas CE 与PMC CE 认证。

(16)台湾珈玛数控有限公司

珈玛数控主要服务于精密加工行业,专业开发、制造、生产高速立式加工中心机。珈玛数控加工中心机结合台湾与日本技术,秉持对品质高标准的要求,为客户提供高性能、高品质、精度高、耐久使用的产品。产品包括高速立式综合加工中心机、高速龙门加工中心机、大龙门加工中心机、钻铣加工中心、卧式加工中心、交换台等6大系列和多种规格产品,最大限度的满足各种零部件精密加工的需求。

(17)台湾新虎将机械工业股份有限公司

GENTIGER 新虎将公司生产精密铣床、CNC 高速机,自1995 年成立以来,秉持「精准、效率、专业」的精神,历经十余年的戮力经营发展, CNC 加工中心机强调高精度、快速进给及高速切削等特性,采高刚性机台再搭配高转速主轴的架构为台湾工具机业最早开发,现已成为各大工具机厂研发设计的主要方向。新虎将公司以顶尖的研发能力,依据机械生产的需求,提供客户严仅而周全的服务,获得了极高的评价。

(18)台湾匠泽机械股份有限公司

台湾匠泽机械于1988年成立,经营团队拥有丰富的工具机研发设计能力及多年生产销售经验,在2011年,匠泽机械正式成为美国LDI集团旗下的事业体后,大步迈开了国际化的脚步,提升国际市场的竞争力。匠泽机械将秉持「尊重、团队、精进、服务」的理念,积极结合国内外优秀人才,持续研发立式加工中心机、龙门加工中心机及五轴加工中心机,打造完整的产品线,满足广大客户各式的加工需求,以实现「一流的专业团队,卓越的TAKUMI」公司愿景。

(19)台湾马特工业有限公司

马特创立于1992年,主要生产综合加工中心机,也是目前业界唯一整合加工中心机、零件加工与刀库的制造厂。随着市场以及客户的需求,短短几年内马特的机型从立式、卧式到现在的龙门机种,靠着是扎实的加工基础和过去的代工经验。研发是马特工业维持竞争力的关键,马特工业在企业内部成立技术研发中心,整合技术发展并广纳设计人才,专注在立、卧、龙门开发。不断创新、进步、接受市场挑战,未来马特不仅放眼台湾与中国,更是全世界。

(20)台湾大侨机械工业股份有限公司

WINTEC®大侨机械集团创立于1989年,为台湾工具机行业的先行者。我们秉持「实践精品制造、创造价值,与客户一起成长」的经营理念,致力于前瞻性产品及加工技术,提供客户可靠的CNC数控机床与相关服务。秉承台湾大侨精机股份有限公司20余年的行业经验,大侨机械在台湾、上海两地同时进行CNC高端数控机床的研发及生产。主要客户行业遍及汽车、模具制造、航空航太、军工、铁道机车、医疗器械、通讯电子等产业。为了满足不同产业需求,大侨机械旗下企业技术研发中心同时融入对材料科学、自动化加工、切削技术、智能化数据采集等软硬体开发,积极开拓行业专精技术、针对新兴产业诉求的提供生产方案。

(21)台湾福裕事业股份有限公司

台湾福裕事业股份有限成立于1978年,为台湾十大机床厂之一。多年来不断投入研发人力及经费,产品由手动磨床、全自动磨床、NC磨床至CNC成型磨床,在台湾磨床业界中长期居于第一的领导地位。福裕公司也成为台湾业界中,唯一横跨车、铣、磨的专业全系列工具机制造大厂,主要产品有高精度数控平面磨床、数控精密成型磨床、数控龙门导轨磨床、数控卧式车床、车铣复合中心、数控立式车床、数控立式车铣复合中心、立式加工中心、镗铣中心以及大型的龙门加工中心等。并以此独特的全方位产品系列,为用户提供了福裕特有的工具机整合行销服务。

(22)台湾威诺斯汉机械有限公司

在1992年成立的WINNER集团,于2008年成立台湾威诺斯汉机械有限公司。台湾威诺斯汉,拥有领导品牌“WINNER”,2008年所推出的“高速钻孔攻牙中心机”,深获市场好评。进而持续专业开发并制造全系列「立式切削加工中心机」,X轴行程由500mm到2100mm。为世界级高质量的经济型量化机种,专为高精密及高刚性加工而设计,最能满足一般加工、压铸及模具的需要。广为应用在自动化汽车部位、3C电子产品、医疗级设备加工。

(23)台湾立扬集团

立扬集团成立于1997年,在中国台湾和中国大陆均设有研发、设计和生产工厂。集团公司由:立扬精密科技股份有限公司(台湾工厂)、立扬数控设备(合肥)有限公司(合肥工厂)、正扬精密机电科技(合肥)有限公司(合肥工厂)组成。立扬集团自1997年成立以来,即以向国内外广大用户提供高品质、高精度及高刚性的产品和技术服务为宗旨。如今在全国设有二十多个营销网点,拥有完备的售服体系,成为以雄厚的技术力量为依托,生产、经营多系列CNC数控机床的专业公司。产品包括CNC立式加工中心、CNC卧式加工中心、CNC龙门式加工中心、CNC卧式镗铣床等系列。产品热销全国,年销售额达三个多亿。

(24)台湾快捷机械股份有限公司

快捷成立20余年坚持专注于模具加工应用及精密加工的产业上,截至目前,全球已超过3500台的CNC设备销售在市场中。快捷不单提供客户切削应用的专业以及机电整合的客制化,最大的优势是完整快速的服务团队。快捷阵容坚强,研发团队比例高达公司人数30%,拥有高标准的生产制程、创新的研发设计、专业的机电整合以及精益求精的切削应用;快捷的设备兼具安全性及稳定性,进而达到高速高效率的铣削。

(25)台湾迈鑫机械工业股份有限公司

迈鑫机械工业股份有限公司于1987 年成立,专注于各式精密加工机、铣床及平面磨床之研发、制造及销售服务,提供高质量及优良性能产品。迈鑫集团营运包含三个工厂及美国分公司,台湾总部致力于新机种的前端开发,研发团队工程师均参与在职训练, 技术精益求精不断创新,在研发部门方面,产品开发以高速与高进给率、大型化 ( 2 米以上 M / C )、复合化 ( 五轴加工 )、操作简单化 ( i - console 智能型人机界面 ) 为方向。其完整的研发团队,不仅将产品导入尖端设计,更可依客户特殊需求,设计符合客户要求的机械。

(26)台湾巨业精机股份有限公司

巨业精机股份有限公司为专业生产床台型立式强力铣床、床台型立横两用强力铣床、床台型立式炮塔强力铣床、床台型卧式强力搪铣床及各式床台型立卧两用强力CNC铣床、各式膝型铣床、中心加工机、立式切削中心机、卧式切削中心机之专业制造商。公司之质量保证系统,系依ISO-9002国际质量保证标准而制订,包括所须之组织、权责划分、程序和资源等,希望藉此质量保证系统的持续运作而持续不断的改善,来强化公司的体质,创造更有利的商机,并对客户提供更满意的产品服务。

(27)台湾巨基科技股份有限公司

巨基科技股份有限公司自创立以来,始终秉持「质量第一、顾客至上、技术创新、诚信经营」为核心价值,专精于工具机CNC车床与立式加工中心机的研发与制造,持续累积丰富的经验,提升技术能力,推出高精密、高性能产品,以满足广大客户多样化的需求,并坚持以提高顾客的满意度及机械加工水平为目标。巨基所生产的工具机拥有先进设计、独特性能与高质量配件组成,如此优越的机台能因应各大产业的加工需求,从自行车零配件、汽机车制造业、运输产业、模具面板到航天工业等,巨基的车床与铣床皆能完整发挥其极致车铣的能力,创造出精致加工品,在全球市场脱颖而出。

(28)台湾绮发机械工厂股份有限公司

绮发机械工厂股份有限公司创立于1976年3月1日,绮发机械秉持着“品质保证、技术行销、客户满意”的经营理念,广泛提供多样化产品,并以专业技术开发制作,确保每台由绮发生产的机台皆能在各领域达到最佳效能。在不断研发与创新之下,目前产制产品有立式加工中心、卧式加工中心、龙门型、动柱型系列产品,近年来更因应工业发展趋势致力于研发高阶的五轴同动系列型产品。其立式加工中心具有创新设计、高效能、高精度的特点。


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