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　　在過去的幾年里，當(dāng)今世界范圍內(nèi)的鑄件制造業(yè)都獲得了飛速的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床和技術(shù)的不斷進(jìn)步極大地提高了鑄件制造的速度和精度，這種的結(jié)果是10年以前所無法想象的。那時(shí)，CAD/CAM早已普及，高速加工也早已獲得了廣泛的應(yīng)用，并已成為鑄件制造的必不可少技術(shù)眾所周知。

　　近年，鑄件制造業(yè)發(fā)生了下列變化：

1．1990年，鑄件的一般交付周期性是24個(gè)月，5年后則要求少于12個(gè)月的交付期，而那時(shí)則明確要求9個(gè)月甚至6個(gè)月的交付周期性。

　　3．鑄件的設(shè)計(jì)全數(shù)選用CAD設(shè)計(jì)，鑄件的介科羽全數(shù)為微積分模型，鑄件的形狀的檢測明確要求與微積分模型吻合，意味著要用數(shù)控機(jī)床確保介科羽的幾何精度，手工雕琢要防止或極大某種程度的減小。

　　4．實(shí)型鑄成技術(shù)已應(yīng)用，鑄件的制造商提供更多準(zhǔn)確的3D鑄成模型，由專業(yè)的鑄成廠順利完成精密鑄成，使鑄成呂普縣的精度越來越高，意味極大某種程度地減小了粗加工的穩(wěn)定度。

　　5．技術(shù)的不斷進(jìn)步使的研磨速度提高，鑄件加工的研磨線速度能達(dá)至300～1200m/min。

6．機(jī)床、電切入點(diǎn)、、計(jì)算機(jī)等方面的技術(shù)不斷進(jìn)步以及程式設(shè)計(jì)工具的日益強(qiáng)大為10年來高速加工的應(yīng)用積累了大量的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，10000～20000r/min轉(zhuǎn)速下的高速加工早已成為鑄件制造必不可少的技術(shù)。

　　JOBS提供更多了新的形勢(shì)下鑄件加工的新的方案，這種方案創(chuàng)建在JOBS 20余年的五軸高速機(jī)床的制造和實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，為大量鑄件制造用戶提供更多整體的解決問題方案以及高可靠性和高質(zhì)量的JOBS高速加工機(jī)床的基礎(chǔ)上。

　　BUSS切入點(diǎn)手動(dòng)更改控制系統(tǒng)

　　在大眾-斯克達(dá)工廠運(yùn)轉(zhuǎn)著當(dāng)今世界一流的鑄件加工場效應(yīng)制造控制系統(tǒng)（圖1），那是高效鑄件加工設(shè)備的一個(gè)典型的實(shí)例，也是BUSS控制系統(tǒng)最成功的案例眾所周知。

該場效應(yīng)控制系統(tǒng)由三臺(tái)JOMACH245/BUSS共同組成，每個(gè)機(jī)床帶有16-HSK63+16-ISO50刀庫，每臺(tái)設(shè)備帶有6個(gè)附具頭，帶有6個(gè)罐子的場效應(yīng)罐子把兩個(gè)機(jī)床相連接。高效的加工來源于JOBS公司獨(dú)有的BUSS切入點(diǎn)更改控制系統(tǒng)，它由能手動(dòng)更改的多個(gè)切入點(diǎn)頭共同組成。

剛性十分好的3軸頭具有45kW的研磨功率，用作2D的粗加工，能采用φ160mm的面車床，90°銑頭可加工鑄件的前部。強(qiáng)力的五軸頭反之亦然具有45kW，能采用φ52mm的嬌鼠刀對(duì)于3D的介科羽做粗加工，它還能用作加工各種空間位置的孔系。然后利用25kW、16000r/min的高速五軸頭對(duì)鑄件進(jìn)行半精加工和精加工，對(duì)于鑄件的外部選用25或20mm的護(hù)耳刀，內(nèi)側(cè)用10mm的護(hù)耳刀進(jìn)行半精加工。在做精加工時(shí)的切深小于0.3步距小于 0.5mm，平均切削速度能達(dá)至12m/min，鑄件表面的殘余高度小于0.01mm。250mm直徑的加寬桿用作深腔部位的加工，防止了加寬刀桿帶來的震動(dòng)，250mm的90°加寬銑頭用作加工取向槽的前部，能確保取向槽的精度。由于選用了交換罐子，機(jī)床的切入點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間大大提高，能達(dá)至6000h/年。

　　當(dāng)然，并非所有的工廠單廂投資如此一流的場效應(yīng)制造控制系統(tǒng)。優(yōu)先選擇配有BUSS控制系統(tǒng)的單一設(shè)備（如JOMACH243BUSS或JOMACH245BUSS）也是一個(gè)十分好的優(yōu)先選擇，這種反之亦然能在一次裝卡順利完成從粗加工到精加工的全數(shù)成品。如果將機(jī)床的床身加寬一倍，能在一側(cè)加工，一側(cè)裝卡，反之亦然能提高切入點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。目前，當(dāng)今世界上早已運(yùn)轉(zhuǎn)著利穆縣這種的機(jī)床了。

　　JIMS高效高速加工控制系統(tǒng)

JIMS是JOBS公司推出的另一套高效高速加工方案（圖2、圖3 ），它是電切入點(diǎn)的更改控制系統(tǒng)，它能半手動(dòng)更改38kW、200Nm、6000r/min的切入點(diǎn)，31kW、125Nm、10000r/min的切入點(diǎn)，40kW、55Nm、18000r/min的切入點(diǎn)。創(chuàng)建在粗加工分開的加工概念基礎(chǔ)之上，JIMS解決方案是鑄件介科羽加工的全數(shù)方案。與一般的單切入點(diǎn)高速加工機(jī)床相比，JIMS有下列特點(diǎn)：

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　　圖3 JIMS高速加工中心

　　1．研磨能力

高速加工采用的切入點(diǎn)一般為電切入點(diǎn)轉(zhuǎn)速為15000r/min以上，功率不小于15kW，其軸承為陶瓷軸承，直徑也很小，不宜于承受低速重載，因此選用的加工速度一般在10000r/min附近，直徑小于20mm，精加工的研磨量在0.5mm以內(nèi)，這實(shí)際上解決的是零件表面的拋光。對(duì)于具有較大穩(wěn)定度的介科羽的粗加工（指直徑30mm以上，切深5mm以上）的和半精加工（切深5mm以內(nèi)），一般達(dá)不到高效率加工，即便高速頭具有足夠的動(dòng)力，但是考慮到加工可能帶來震動(dòng)會(huì)影響陶瓷軸承的壽命，一般也不推薦采用。JIMS控制系統(tǒng)中能選用6000r/min（普通軸承）和18000r/min的兩種電切入點(diǎn)，它們覆蓋了1800～18000r/min的全數(shù)的加工范圍，能勝任所有3D介科羽的粗加工、半精加工和精加工。

　　2． 問題

理論上講，能利用高速機(jī)床的小吃刀、快走刀的方式解決介科羽的粗加工和半精加工，但這種方法必然會(huì)使軌跡的長度加寬。高速加工一般選用整體硬合金的護(hù)耳刀，為了提高的壽命，在表面用TiAlN涂層，刀刃不能重磨，和刀柄的精度明確要求很高以適應(yīng)高速加工平衡的明確要求。比較昂貴，而且壽命有限。JIMS控制系統(tǒng)中的低速頭完全能采用普通的國產(chǎn)，只在高速加工時(shí)才采用價(jià)格昂貴的高速，提高了高速機(jī)床的加工效率同時(shí)也降低了加工成本。

　　3． 零件的表面預(yù)處理

鑄件在進(jìn)入高速加工之前，零件表面的處理的情況是影響高速效果的十分重要的因素。一般明確要求鑄件介科羽上留有較為均勻的穩(wěn)定度，防止在高速加工突然切入引起震動(dòng)影響和切入點(diǎn)的壽命。這就明確要求在粗加工的過程中就考慮到介科羽的變化，并提高對(duì)粗加工的明確要求，增加了粗加工的時(shí)間。JIMS提供更多的6000r/min的切入點(diǎn)能對(duì)零件的表面做很好的預(yù)處理，使鑄件在進(jìn)入最后的精加工階段留有十分均勻的穩(wěn)定度，能極大地提高鑄件最終的加工精度并能高和切入點(diǎn)的壽命。

　　4． 粗、精加工生產(chǎn)的協(xié)調(diào)

鑄件制造廠在購買高速加工設(shè)備時(shí)會(huì)經(jīng)常遇到粗、精加工設(shè)備的匹配問題。國內(nèi)很多工程師認(rèn)為一臺(tái)高速加工機(jī)床至少能和三臺(tái)至三臺(tái)粗加工機(jī)床匹配，而國外的很多工程師則認(rèn)為應(yīng)該為1：1的配置。不同的結(jié)論來自于不同的應(yīng)用水平，同時(shí)和、鑄件的材料及呂普縣的質(zhì)量有關(guān)，即使同一個(gè)工廠對(duì)不同的鑄件也有不同的最佳匹配效果。JIMS控制系統(tǒng)的6000r/min的切入點(diǎn)為生產(chǎn)的匹配提供更多了最佳的場效應(yīng)。由于6000r/min的切入點(diǎn)有很強(qiáng)的加工能力它對(duì)于介科羽的加工速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的粗加工機(jī)床，用戶能適當(dāng)提高精加工機(jī)床的比例，提前將鑄件放到高速機(jī)床上處理利用，能極大限度的提高高速機(jī)床的利用率。

　　5． 強(qiáng)力和高速五軸技術(shù)的應(yīng)用

　　JIMS控制系統(tǒng)提供更多了強(qiáng)力和高速兩個(gè)五軸頭，它使在半精加工時(shí)就能利用五軸的程式設(shè)計(jì)技術(shù)，能確保最終五軸高速加工的穩(wěn)定度和精度。在很多情況下選用五軸加工技術(shù)能應(yīng)用平面，加大研磨寬度，提高表面光潔度，提高研磨效率。在后面的一個(gè)零件加工過程的分析中能看到五軸加工技術(shù)的應(yīng)用效果。

　　一個(gè)零件的初步加工

　　在這個(gè)分析中，我們加工的零件（圖4）材料為鑄鐵，局部的加工穩(wěn)定度為（4～5mm），裝卡部位無加工干涉。我們推薦的加工方式如下：

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　　圖4 一個(gè)零件的五軸加工

　　□ 大面積的低曲率平滑表面的半精加工選用(63R6的平面圓角刀（toric cutter），留下最大0.3mm的穩(wěn)定度（這個(gè)加工過程為五軸聯(lián)動(dòng)）。

　　□ 狹窄面積的低曲率部位（如側(cè)肋）的半精加工選用(24R6的平面圓角刀（toric cutter），留下最大0.2mm的穩(wěn)定度（這個(gè)加工過程為五軸聯(lián)動(dòng)）。

□ 圓角部位的半精加工用(16R8的護(hù)耳刀，留下最大0.1mm的穩(wěn)定度。

　　□ 大面積的低曲率平滑表面的精加工選用(63R6的平面圓角刀（toric cutter），這個(gè)加工過程為五軸聯(lián)動(dòng)。

　　□ 狹窄面積的低曲率部位（如側(cè)肋）的精加工選用(24R6的平面圓角刀（toric cutter），這個(gè)加工過程也為五軸聯(lián)動(dòng)。

　　□ 圓角部位的精加工用(16R8的護(hù)耳刀，這個(gè)加工過程選用“3+2軸”，這種方法能夠加工到難加工的部位（因而能減小的長度），使傾斜于加工表面能增加研磨的線速度，進(jìn)而提高表面的加工質(zhì)量。

　　□ 凸工件的半精加工選用全五軸聯(lián)動(dòng)和表面的法線成約5°傾角用多刃嬌鼠圓角刀，對(duì)于護(hù)耳刀選用3+2的加工方式。

□ 凹工件的半精加工選用與部件方向平行的方式加工，傾角約為20°，加工方式為3+2軸。

　　□ 精加工和超精加工時(shí)選用與部件的方向成 45°角的加工方式，的傾角為30°，程式設(shè)計(jì)方式為3+2。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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