圍繞加工工藝設計零件

1、大多數加工車間先是設計一個零件，然后再找一臺能夠加工這一零件的機床。 然而，Sikorsky 公司在創(chuàng)建其新的精密元件加工技術中心的時候，它采用了與此相反的方式。 Sikorsky Aircraft 飛機公司在最近的一個產品開發(fā)項目上采取了一種不尋常的 不同方法。該公司首先在市場上物色現有機床的加工能力，而不是先確定零件的設計和 加工工藝，然后根據相應的具體情況，再完成零件的設計。這種方法稱為可生產性設計（DFM）概念上的一個新的轉折點

2、。 事實上，這種方法 可確保所設計的零件可以順利地加工處理。然而，要顛覆先設計零件、后匹配機床的次序是并不簡單的。例如，Sikorsky 公司不得不重新考慮如何與機床制 造商合作的問題。在這種情況下，只有 Mitsui Seiki（三井精機）愿意與其合作，與 Sikorsky 公司一起解決其技術上存在的任何局限性問 題。 Sikorsky 公司 3 臺新型 5 軸三井精機加工中心中最大的一臺機床現正用于生產其從未設計過的兩個最大、最復雜

3、的鈦合金元件。一個是 直徑為 66in（1in=25.4mm）的主轉子中心體，其加工前的重量達 2450lb （1lb=0.454kg）。再加上卡具，其總重量超過了 10000lb。另一個是直徑為78in 的旋轉斜盤，其加工前的重量為 1450lb。加工這種尺寸的鈦合金工件，高扭矩主軸是必不可少的。一種 1900mm 的工作臺，是專門為這一應用領域而設計的，它在卡具的設計和剛性方面也有很大的不同。 圖 1 這是直徑為 66in 的主轉子

4、中心體的半成品，安裝在其最大一臺 5 軸加工中 心托盤底板上的卡具上準備進一步加工DeBlasi 先生與 Tuscano 先生開始進一步探討該項目的發(fā)展前途。然而，他們卻被告知，沒有一臺合適的機床具有理想的尺寸和能力來承擔全系列轉子頭零 件的生產任務。 盡 管缺少幾何圖形的細節(jié)，但 DeBlasi 先生和他的團隊知道他們需要一臺配有高扭矩主軸的 5 軸機床，應具有加工復雜幾何形狀和堅硬材料的能力，應能承受巨 大的重量和保持嚴格的公差尺寸

5、?！拔覀儗庸つ芰ψ髁朔治觯晕覀?知道最初我們需要 3 臺機床，然后又添置了兩臺?！盩uscano 先生說。 在這一點上，很顯然對于 DeBlasi 先生、Tuscano 先生和高級項目工程師 Ken Catino 先生來說，他們本質上需要的是一套柔性生產系統(tǒng)（FMS）。 “我們在這里所談論的不再是一臺機床，而是工廠內的一個真正的微型工 廠，”Tuscano 先生說，“我們將報過價的所有機床制造商放在一起，然后將范圍縮小到兩類加工

6、設備—5 軸加工中心和立式轉塔車床”。 Tuscano 先生說，對于 5 軸加工中心而言，Mitsui Seiki（三井精機）公司被列入到這一短短的名單之中，因為該公司的機床，在加工精度、鈦合金的加工經 驗、其產品系列的加工能力及其機床制造中的獨特工程設計方法等方面都很有名氣。 動力和合作 當 DeBlasi 先生、Tuscano 先生和 Catino 先生與制造商的工作組會面時，他們知道了更多有關機床的知識，例如，機床必須具有足夠的剛

7、性，才能 始終如一地承受強力切削的負荷，從而保持批量生產的加工精度。此外，機床必須配置合適功率和扭矩的主軸以及驅動絲杠的大型伺服電機。 對 于 3 臺機床中最大一臺機床的規(guī)格，隨后由制造商提出建議，其中包括 2000mm×1750mm×1400mm 的 X、Y、Z 工作區(qū)，以適應旋轉斜盤的加工； 一個專用 A 軸托盤工作臺，其可傾斜角度范圍為 20°～-110°，遞增量為 0.001°；

8、以及一根以 0.001°旋轉遞增的 B 軸；一套特定的 50 號錐度主 軸，其轉速范圍 為 15～6000r/min，由一臺 37kW/30kW 電機驅動。這一主軸的關鍵額定扭矩為 3332Nm。為了提高刀柄和主軸頭之間的連接 剛性，該機床還將包括一個BigPlus 雙接觸主軸接口。Sikorsky 公司指定由制造商提供自動換刀系統(tǒng)，該 系統(tǒng)可儲存 360 把刀具，每把刀具重達 30kg，刀具長度在 650mm 范圍之內。 當

9、 Mitsui Seiki 公司獲悉，加工前的主轉子中心體與卡具的總重接近 10000lb 時，制造商對工作臺處于-90°位置時的一個 0.006in 軸承垂度同樣表示關 注。Mitsui Seiki 公司的工程師們設計了特殊的、直徑為 1900mm 的托盤工作 臺，它可用作卡具的底座，以滿足兩個主轉子中心體粗加工操作的要求?！皩?卡具和工作 臺整合在一起是一個創(chuàng)舉，它可使我們能夠在那臺機床上加工大型轉子件?！盩uscano